[发明专利]一种轻合金基光子晶体红外隐身材料的制备方法

说明书

本发明所述一种轻合金基光子晶体红外隐身材料的制备方法，通过以下步骤实现：1)对轻合金进行前处理，在碱洗液中碱洗4～6min，温度：60～70℃采用超出水冲洗干净，在酸洗液中酸洗3～5min，温度：25℃采用超纯水冲洗干净；2)将轻合金试样放入含有H₂SO₄、H₂C₂O₄、C₃H₈O₃的电解液中做周期性变电压氧化处理，得到光子禁带处于红外光波范围内的光子晶体层红外隐身材料。本发明制得的AAO光子晶体层结合力牢固，抗氧化，强度高，耐高温性能优越，在2500～9700nm红外范围内，红外发射率最低达到0.12，对红外波段具有较高的反射率特性，操作简单、成本较低、涂层结合力牢固、材料机械性能与耐高温性能良好，该种涂层材料可以应用于轻质合金航空航天器的红外隐身领域。

技术领域

本发明涉及一种轻合金基光子晶体红外隐身材料的制备方法，用阳极氧化技术在轻合金(铝合金)上制备光子晶体红外隐身材料的方法，特别是涉及以轻合金(铝合金)为基板，用特殊氧化方法与适当电解液及工艺条件制备光子晶体层，属于红外隐身材料技术领域。

背景技术

由不同折射率的的电介质材料在空间上按照一定的周期性排列形成了光子晶体。光子受周期性排列结构的调控作用，进而形成了光子不能通过的能带结构，称为光子禁带(Photonic Band Gap，PBG)。落入光子禁带中的光谱将被完全阻止传播。光子晶体能够在光子禁带内实现对射入电磁波的高反射性能，改变材料内部的红外发射特性，进而抑制相应波段的红外辐射能量，从而使红外探测设备探测不到红外发射性能较高的物体。光子晶体能够改变目标的红外辐射特性，通过合理的设计，使红外辐射特性与其背景相近，进而对红外探测设备造成干扰，实现红外光波段的隐身。但在红外隐身领域，光子晶体材料在应用中还存在一些问题，比如传统的胶体自组装制备的光子晶体材料红外隐身范围不够宽广，机械性能差，易脱落，抗高温性能差。

据JOURNAL OF APPLIED PHYSICS(2014年第116期)报道，研究者通过模拟计算及实验制备的由Ge和ZnS组成的叠层结构的光子晶体在红外光波范围3～5μm和8～12μm表现出较低的红外发射率。但其制备成本较高，且在更为宽广的红外范围内其红外发射率有待进一步降低。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种轻合金基光子晶体红外隐身材料的制备方法，解决了红外隐身范围不够宽广，机械强度差，易脱落，制备成本高等缺陷，对轻合金航空航天器红外隐身性能的发展起到了一定的作用。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种轻合金基光子晶体红外隐身材料的制备方法，通过以下步骤实现：

1)对轻合金进行前处理，在碱洗液中碱洗4～6min，温度：60～70℃，采用超纯水冲洗干净，在酸洗液中酸洗3～5min，温度：25℃，采用超纯水冲洗干净；

2)将轻合金试样放入含有H₂SO₄、H₂C₂O₄、C₃H₈O₃的电解液中做周期性变电压氧化处理，且阴极板采用高纯铅板，得到光子禁带处于红外光波范围内的光子晶体层红外隐身材料；

步骤2)中，电解液组成为：85～110g/L H₂SO₄、8～15g/L H₂C₂O₄、4～8g/LC₃H₈O₃的电解液。