[发明专利]一种耐高温光谱选择性红外隐身涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温光谱选择性红外隐身涂层，是一种氧化物涂层，采用氧化铈、氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化镁、氧化钡、氧化锶、碳化硅、氮化硅中的两种或多种组合制备得到选择性辐射红外隐身涂层。本发明还提供所述的一种耐高温光谱选择性红外隐身涂层的制备方法，通过等离子喷涂或者丝网印刷工艺制备涂层，通过不同氧化物材料复合、不同温度处理调控其红外光谱的发射特征，实现在3.0μm‑5.0μm波段低发射率，5.0μm‑25.0μm波段高发射率。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种耐高温光谱选择性红外隐身涂层及其制备方法,涉及一种可用于雷达吸波与红外隐身兼容领域的涂层制备方法。

背景技术

红外隐身技术是通过降低或改变目标的红外辐射特征，从而使敌方红外探测设备难以发现或使其探测能力降低。目前，低发射率红外隐身涂层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涂层在整个红外波段都具有低发射率，覆盖了红外探测波段。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。调节目标的表面的温度T以及发射率ε，来降低目标的红外辐射出射度M，实现红外隐身。在当前常见的是在目标表面涂覆全波段低发射率涂层。

传统的红外隐身涂层在整个红外波段都具有较低的发射率，覆盖了红外探测的窗口波段，但是不具备选择性低发射的特点。全波段降低红外发射率会影响热传导的过程，导致热量集聚、温度上升。温度的升高导致了红外辐射出射度的增加，增加了可探测性。由此可见传统的红外隐身涂层带来了隐身与散热的兼容问题。因此，理想的红外隐身涂层应该具备的性能特点是：在红外探测窗口波段，涂层具有较低的发射率，以降低其可探测性；而在非窗口波段的发射率应尽可能高，使热量可及时扩散，达到散热的要求。因此，研制具有光谱选择性发射的红外隐身涂层，解决红外隐身与辐射散热的矛盾，是实现红外隐身的关键。

在当前阶段，研究人员针对可见光波段的光谱发射、辐射进行调制的研究日益成熟。应用较多的如太阳能光谱选择性吸收涂层，这种涂层在太阳能光热转换中起着重要作用，对于提高光热转换效率，推广太阳能光热应用起着重要作用。但是，在红外波段进行光谱发射辐射的调控研究，乃至将具有光谱选择性低发射率性能的涂层应用于红外隐身领域的应用还比较少见。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涂层难度很大。

因此，市场亟需一种结构简单、具有光谱选择性发射特点、且适用于高温环境的光谱选择性辐射红外隐身涂层。

发明内容

针对传统红外隐身涂层仅通过采用低发射率涂层或降低实际温度抑制目标的红外辐射特征，难以达到理想的红外隐身效果，本发明提供一种耐高温光谱选择性红外隐身涂层及其制备方法，该光谱选择性红外隐身涂层为具有红外隐身特性的无机化合物复合涂层，该无机化合物复合涂层可以应用在陶瓷、金属、复合材料等基底上，该光谱选择性红外隐身涂层即使在500℃高温下3-5μm红外探测波段任然具有较低的发射率，而在5-25μm波段具有较高的发射率，这使得该涂层具有红外隐身功能，同时将涂层与雷达吸波功能层复合能够实现多波段隐身的需求。

本发明所述一种耐高温光谱选择性红外隐身涂的制备方法，包括以下步骤：

1)原料准备：

无机相准备：选自氧化铈、氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化镁、氧化钡、氧化锶、碳化硅、氮化硅中的两种或多种的组合，当混合时，为任意比例；

有机相准备：将乙基纤维素在90℃溶解于松油醇中，乙基纤维素和松油醇按照(4-6)：(94-96)的质量比，得到黄色透明液体；

功能助剂准备：分散剂选自长链脂肪酸，为具有官能胺、酸性酯或醇基团的硬脂酸中的一种；烧结助剂选自氯化锂、氧化锂、氧化钇中的一种；分散剂和烧结助剂按照1:1的质量比；