[发明专利]一种选择性红外辐射与雷达吸波兼容的隐身材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种选择性红外辐射与雷达吸波兼容的隐身材料，所述隐身材料包括雷达吸波功能层和叠加在雷达吸波功能层上的选择性红外辐射功能层，其特征在于，所述选择性红外辐射功能层包括聚酰亚胺基底以及交替沉积在所述聚酰亚胺基底表面的、呈周期性图案的银薄膜层和锗薄膜层；所述雷达吸波功能层为多层结构，所述多层结构由下至上依次包括导电层、底部泡沫介质层、频率选择表面层和顶部泡沫介质层。本发明还相应提供一种上述隐身材料的制备方法。本发明的隐身材料可实现3.0μm‑5.0μm和8.0μm‑14.0μm波段具有低发射率，在5.0μm‑8.0μm波段具有高发射率，同时在8.0GHz‑18.0GHz具有低反射率。

技术领域

本发明属于功能材料领域，尤其涉及一种隐身材料及其制备方法。

背景技术

随着多波段探测技术的迅速发展，可见光、红外或者雷达等单波段隐身材料已经不能满足装备的隐身需求。为了降低装备被发现的可能性，发展红外与雷达兼容隐身材料是隐身技术发展的必然趋势。

红外隐身是消除或减小目标与背景间中远红外波段两个大气窗口(3.0μm～5.0μm，8.0μm～14.0μm)辐射特性的差别。目前，低发射率红外隐身材料的使用仍旧是红外隐身最主要的方式。传统的红外低发射率材料在整个红外波段都具有低发射率，覆盖了红外探测的3.0μm～5.0μm和8.0μm～14.0μm波段。根据Stefan-Boltzmann定律：M＝εσT⁴，红外辐射强度与温度T和发射率ε相关。传统的低发射率材料主要通过降低发射率来实现红外辐射强度的降低，以此实现红外隐身。但是，依据Stefan-Boltzmann定律，目标的红外辐射特性与温度密切相关。温度的升高同样会导致辐射强度的增大。对传统低发射率材料来说，红外全波段的低发射率会降低目标通过辐射进行散热的效率，导致目标温度的迅速上升，进而导致目标红外辐射特性的增强。因此，兼具低发射率和辐射降温性能的选择性辐射材料是红外隐身材料的发展趋势。具体来说：在红外窗口3.0μm～5.0μm和8.0μm～14.0μm波段，材料具有低发射率以避免被侦查探测；在非窗口5.0μm～8.0μm波段，材料具有高发射率用以辐射降温。从降发射率和降温两方面出发，降低目标的红外辐射特征，从而实现红外隐身。对于雷达隐身，是减少入射到材料表面雷达波的反射信号。然而，由于红外隐身要求的在窗口波段低吸收与雷达隐身要求的微波高吸收特性相矛盾，发展红外与雷达兼容的隐身材料难度很大。

目前，专利号为201110052236.6的中国专利、专利号为201310078127.0的中国专利、专利号为201610767391.9的中国专利和专利号为201610330732.6的中国专利通过材料结构设计等方法分别公开了几种红外与雷达兼容隐身材料及其制备方法，理论上实现了红外与雷达兼容隐身。但是上述专利在红外波段的隐身是从降低红外全波段发射率的途径来实现，未考虑全波段低发射带来的散热效率低的问题，造成重新暴露的可能。

因此，研究开发出一种选择性红外辐射与雷达吸波兼容的隐身材料具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种选择性红外辐射与雷达吸波兼容的隐身材料及其制备方法，该材料兼顾红外低发射率与辐射散热的要求，有利于更好的实现红外与雷达兼容隐身。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种选择性红外辐射与雷达吸波兼容的隐身材料，所述隐身材料包括雷达吸波功能层和叠加在雷达吸波功能层上的选择性红外辐射功能层，所述选择性红外辐射功能层包括聚酰亚胺基底以及交替沉积在所述聚酰亚胺基底表面的、呈周期性图案的银薄膜层和锗薄膜层；所述雷达吸波功能层为多层结构，所述多层结构由下至上依次包括导电层、底部泡沫介质层、频率选择表面层和顶部泡沫介质层。

上述隐身材料中，雷达吸波功能层由两层不同厚度的泡沫介质层和频率选择表面层组成，质量轻、原材料来源广泛、成本低。本发明中，泡沫介质层优选为聚甲基丙烯酰亚胺。