[發明專利]基于朗伯表面的柔性熱紅外隱身器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202011588737.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112666637B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 李強;黃沄;仇旻
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;G02B5/02
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 黃燕

本發明公開了一種基于朗伯表面的柔性熱紅外隱身器件及其制備方法，旨在兼容低的紅外熱輻射以及對外界紅外熱源的全空間低反射，以減少外界熱源對熱紅外隱身的影響，實現相比于此前提出的大部分熱紅外隱身材料或器件更加安全的隱身效果。該器件包括粗糙襯底及襯底上方的紅外隱身層，其滿足：3?5μm和8?14μm波段的紅外發射率小于0.2；3?5μm和8?14μm波段的紅外光反射特性接近完美的漫反射。本發明優秀的柔性和耐熱性能夠增加器件的熱紅外隱身應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種熱紅外隱身器件，具體涉及兼備低紅外熱輻射與全空間低反射的柔性熱紅外隱身器件及其制備方法。

背景技術

任何溫度高于絕對零度的物體都會輻射出紅外線，隨著紅外探測手段的越趨成熟，紅外隱身技術在現代戰爭中的重要性也愈發凸顯。熱紅外探測技術針對的主要波段是3–5μm中波紅外區和8–14μm的長波紅外區，這是如今在夜間戰場的主要探測手段之一。根據斯蒂芬玻爾茲曼定律，物體的熱輻射強度與其表面發射率及其溫度的四次方成正比，因此，在夜間對目標熱源進行紅外隱身的手段主要是降低其表面發射率或其表面溫度。相比于降溫手段，減小表面發射率具有小體積、無源、適用范圍廣等優點。

目前，大多數低發射率熱紅外隱身材料僅考慮了物體自身的熱輻射，而未考慮來自外界紅外熱源的反射的影響。例如，對于廣泛使用的熱紅外隱身涂料(如CN107141921A)而言，其反射特性幾乎完全取決于涂覆表面的粗糙度，在較為光滑的目標表面進行涂覆時，外界紅外熱源的反射主要表現為強烈的鏡面反射，這意味著盡管目標自身的紅外熱輻射得到了降低，但是目標自身依舊會因為反射的紅外線暴露自身位置。熱紅外隱身的織物(如CN108411646A)由于其中纖維的散射可以在一定程度上降低外界紅外熱源鏡面反射的影響，但是其紅外發射率一般高于0.4，因而不適合對高溫物體進行熱紅外隱身。CN102086311A展示了一種低紅外發射率的涂層，它能夠對入射的紅外線進行漫反射，從而減小外界紅外熱源的影響，但是其制備方法及涂覆過程過于復雜，因而不適合廣泛便捷的使用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述各種技術的缺陷，提出一種基于朗伯表面的柔性熱紅外隱身器件及其制備方法，該器件能同時實現低的紅外熱輻射以及對外界紅外熱源的全空間低反射，減少了外界熱源對熱紅外隱身的影響。

一種基于朗伯表面的柔性熱紅外隱身器件，包括襯底以及附著在襯底表面的紅外隱身層，所述紅外隱身層具有粗糙的表面，其滿足：

3-5μm和8-14μm波段的紅外發射率小于0.2；

3-5μm和8-14μm波段的紅外光反射特性為漫反射或接近漫反射。

作為優選，所述襯底用于附著紅外隱身層的一側為粗糙表面。所述襯底采用粗糙襯底，保證所述的朗伯表面指器件表面擁有近乎完美的漫反射性質，特別是在3-5μm的中波紅外波段和8-14μm的長波紅外波段的反射特性接近完美的漫反射，可參見圖5。

作為優選，所述襯底為具有粗糙表面的柔性襯底。

作為優選，所述襯底材料包括但不限于聚酰亞胺、特氟龍、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇縮丁醛、二氧化硅中的一種或多種。

作為進一步優選，所述襯底為具有優良耐熱性能的聚酰亞胺。優秀的柔性和耐熱性增加了器件的熱紅外隱身應用范圍，且使用方式更加靈活。

作為優選，所述紅外隱身層為一層金屬薄膜。

作為優選，所述金屬包括但不限于金、銀、鋁、鋅、鉻中的一種或多種金屬。

作為具有的優選方案，所述襯底為聚酰亞胺，克重為10～100mg/cm²；所述紅外隱身層為金屬薄膜，厚度為100～500nm。

本發明還提供了一種上述任一項技術方案所述的基于朗伯表面的柔性熱紅外隱身器件的制備方法，包括如下步驟：