[发明专利]一种光谱选择性辐射红外隐身材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光谱选择性辐射红外隐身材料，依次包括基底、氮化铝层和介质层；所述介质层由若干交替排列的介质层A和介质层B组成；所述介质层A的材料为锗、碲、硅中的任一种，所述介质层B的材料为硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钡、氟化钙中的任一种。该材料的制备方法：(1)对基底进行清洗并干燥；(2)采用磁控溅射或流延法，在基底表面制备一层氮化铝层；(3)采用磁控溅射或电子束蒸发，在氮化铝层先沉积一层介质层A，再沉积一层介质B，重复交替沉积介质层A和介质层B，直至设计的层数，完成红外隐身材料的制备。本发明的光谱选择性辐射红外隐身材料，兼顾了低发射率与辐射散热的要求，对更好的实现红外隐身具有重要的意义。

技术领域

本发明属于新材料领域，尤其涉及一种光谱选择性辐射红外隐身材料及其制备方法。

背景技术

随着光电技术的迅猛发展，各种侦察技术手段应运而生。隐身技术在现代战争中地位日益提高。在各种隐身技术中，红外隐身占据着十分重要的地位。红外隐身，是指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，红外辐射出射度与温度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出射度的降低，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出射度的增大。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，引起暴露的可能。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。研制具有选择性辐射特点的红外隐身材料，实现低发射率与辐射散热的兼容，代表着红外隐身技术的发展趋势。

近年来，研究人员针对光谱辐射进行调制的研究日益成熟，并在太阳能选择性吸收涂层、民用辐射制冷技术等领域取得了进展。但是，选择性辐射材料在红外隐身领域的应用依旧不成熟。中国专利CN104865617A公开了一种具有光谱选择性低发射率的红外隐身薄膜及其制备方法，该红外隐身薄膜由高折射率材料锗和低折射率材料氟化镁复合而成，但是该材料结构和工艺比较复杂，膜层数多且膜较厚，材料内部应力增大，高温环境下容易造成材料结构破坏。因此，研究开发出一种结构简单、具有光谱选择性辐射特点的红外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，提供一种结构简单的光谱选择性辐射红外隐身材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种光谱选择性辐射红外隐身材料，所述红外隐身材料为层状结构，依次包括基底、氮化铝层和介质层；所述介质层由若干交替排列的介质层A和介质层B组成；所述介质层A的材料为锗、碲、硅中的任一种，所述介质层B的材料为硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钡、氟化钙中的任一种。

上述的红外隐身材料，优选的，所述红外隐身材料的层数为4～7层。

上述的红外隐身材料，优选的，所述氮化铝层厚度大于0.5mm，所述介质层A和介质层B的厚度均为100～1000nm。本发明中膜层厚度的改变或层数改变，均有可能使得本发明中得到的材料的光谱特性偏离本发明预设的目标，控制各层的厚度控制在上述范围内，可以得到效果更好的光谱选择性辐射材料。