一種納米周期結構紅外輻射抑制材料及其製作方法

2023-09-16 07:35:00 2

專利名稱：一種納米周期結構紅外輻射抑制材料及其製作方法
技術領域：
本發明涉及軍事紅外隱身與偽裝技術領域，具體為一種納米周期結構紅外輻射抑 制材料，本發明還提供了該材料的製作方法。
背景技術：
傳統的紅外隱身與偽裝主要是利用高、中、低發射率材料使軍事目標的外形輪廓 分割變形來達到隱身的目的。這種材料雖然對靜態無源目標的紅外隱身能夠起到一定的效 果，但對高溫目標和有熱源目標，如飛機發動機噴口、艦艇、坦克的發動機等，無法實施有效 地紅外隱身，這其中主要原因是低發射率材料的設計製備一直是紅外隱身的難點，目前低 發射率不能做到很低的水平。

發明內容
針對上述問題，本發明提供了一種納米周期結構紅外輻射抑制材料，其能保證被 覆蓋的高溫目標和有熱源目標物體的紅外隱身。一種納米周期結構紅外輻射抑制材料，其技術方案是這樣的其包括襯底和上層 的薄膜材料，其特徵在於所述薄膜材料為五個周期的複合納米鍺和硫化鋅薄膜相互複合 而成，所述複合納米鍺和硫化鋅薄膜的上層是1. 1mm厚度的納米硫化鋅薄膜、下層為0. 7mm 厚度的納米鍺薄膜。其進一步特徵在於所述襯底為基礎布等柔性材料；所述襯底為硬質材料。一種納米周期結構紅外輻射抑制材料的製作方法，其特徵在於
將鍺材料、襯底置於真空鍍膜機內部，真空狀態下採用蒸發鍍膜在襯底上鍍0. 7mm厚 度的納米鍺薄膜，之後移除鍺材料換上硫化鋅材料，真空狀態下採用蒸發鍍膜在鍺薄膜上 鍍1. 1mm厚度的納米硫化鋅薄膜，之後保持襯底位置不變，在已經鍍膜的襯底的上表面在 真空狀態下進行蒸發鍍膜，依次交替鍍0. 7mm厚度的納米鍺薄膜、1. 1mm厚度的納米硫化鋅 薄膜各四次。其進一步特徵在於其具體工藝步驟如下
a、將鍺材料和襯底置於未抽真空的真空鍍膜機的真空室，把真空室的氣體
排到l(T4T0rr (託)以下的壓強，加熱鍺至300°C以上使其蒸發形成納米微粒，在襯底表 面均勻沉積，之後停止加熱，自然冷卻後，通過石英晶體監控膜厚儀來確保襯底上表面形成
0.7mm厚度的納米鍺薄膜；
b、將真空室的鍺材料移除換成硫化鋅材料，襯底位置不動，把真空室的氣體排到 lO^Torr (託)以下的壓強，加熱硫化鋅材料至300°C以上使其蒸發形成納米微粒，在襯底表 面均勻沉積，之後停止加熱，自然冷卻後，通過石英晶體監控膜厚儀來確保襯底上表面形成
1.1mm厚度的納米硫化鋅薄膜；
c、依次交替重複a和b步驟各四次，在襯底表面形成五個周期的複合納米鍺和硫化鋅 薄膜。
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其更進一步特徵在於
所述襯底材質需能經受的住300°C以上的高溫，所述真空室中的加熱溫度不高於所述 襯底的理化性能發生變化高溫區間的最低溫度。本發明的紅外輻射抑制材料，由於其包括襯底和上層的薄膜材料，所述薄膜材料 為五個周期的上層是1. 1mm厚度的納米硫化鋅薄膜、下層為0. 7mm厚度的納米鍺薄膜複合 而成，其將具有不同折射係數的鍺、硫化鋅介質在空間按周期排列，且其空間周期與光波長 相當，由於布拉格散射，該體系將會在壙14mm波段範圍內產生光子禁帶，如果光子的能量 落入光子禁帶光譜範圍內，就不能在介質中傳播，故當該材料覆蓋於高溫物體的外表面後， 高溫物體外表面的輻射特性改變，使得材料的發射率在在8 14mm波段範圍內出現較低值， 而現有各種紅外探測器響應的主要波段為8 y m 14 y m，使用該抑制材料後可以使得紅外 探測器無法響應，進而到達紅外隱身；
其中，當襯底為基礎布等柔性材料，其能覆蓋於偽裝網、遮帳等無固定形態的物體上， 當襯底為硬質材料時，其能覆蓋於有固定形態的物體上，例如機動坦克的發動機部位、電 站、洞庫工程的排煙管，其能能保證被覆蓋的高溫目標和有熱源目標物體的紅外隱身。


圖1為本發明的結構示意放大圖。
具體實施例方式一種納米周期結構紅外輻射抑制材料，其結構見圖1，其包括襯底1和上層的薄膜 材料，薄膜材料為五個周期的複合納米鍺和硫化鋅薄膜相互複合而成，複合納米鍺和硫化 鋅薄膜的上層是1. 1mm厚度的納米硫化鋅薄膜2、下層為0. 7mm厚度的納米鍺薄膜3，襯底 為基礎布等柔性材料或硬質材料。一種納米周期結構紅外輻射抑制材料的製作方法 具體實施例一將耐高溫的基礎布作為襯底
a、將鍺材料和基礎布襯底置於未抽真空的真空鍍膜機的真空室，把真空室的氣體排到 lO^Torr (託)以下的壓強，加熱鍺至300°C使其蒸發形成納米微粒，在襯底表面均勻沉積， 之後停止加熱，自然冷卻後，通過石英晶體監控膜厚儀來確保基礎布襯底上表面形成0. 7mm 厚度的納米鍺薄膜；
b、將真空室的鍺材料移除換成硫化鋅材料，基礎布襯底位置不動，把真空室的氣體排 到10_4Torr (託)以下的壓強，加熱硫化鋅材料至300°C使其蒸發形成納米微粒，在基礎布襯 底表面均勻沉積，之後停止加熱，自然冷卻後，通過石英晶體監控膜厚儀來確保基礎布襯底 上表面形成1. 1mm厚度的納米硫化鋅薄膜；
c、依次交替重複a和b步驟各四次，在基礎布襯底表面形成五個周期的複合納米鍺和 硫化鋅薄膜；
具體實施例二 將碳化矽硬質材料作為襯底
a、將鍺材料和碳化矽硬質材料襯底置於未抽真空的真空鍍膜機的真空室，把真空室的 氣體排到10_4Torr (託)以下的壓強，加熱鍺至400°C使其蒸發形成納米微粒，在碳化矽硬質 材料襯底表面均勻沉積，之後停止加熱，自然冷卻後，通過石英晶體監控膜厚儀來確保碳化
4矽硬質材料襯底上表面形成0. 7mm厚度的納米鍺薄膜；
b、將真空室的鍺材料移除換成硫化鋅材料，碳化矽硬質材料襯底位置不動，把真空室 的氣體排到10_4Torr (託)以下的壓強，加熱硫化鋅材料至400°C使其蒸發形成納米微粒，在 硬質材料襯底表面均勻沉積，之後停止加熱，自然冷卻後，通過石英晶體監控膜厚儀來確保 碳化矽硬質材料襯底上表面形成1. 1mm厚度的納米硫化鋅薄膜；
c、依次交替重複a和b步驟各四次，在碳化矽硬質材料襯底表面形成五個周期的複合 納米鍺和硫化鋅薄膜。
權利要求
一種納米周期結構紅外輻射抑制材料，其包括襯底和上層的薄膜材料，其特徵在於所述薄膜材料為五個周期的複合納米鍺和硫化鋅薄膜相互複合而成，所述複合納米鍺和硫化鋅薄膜的上層是1.1mm厚度的納米硫化鋅薄膜、下層為0.7mm厚度的納米鍺薄膜。
2.根據權利要求1所述的一種納米周期結構紅外輻射抑制材料，其特徵在於所述襯 底為基礎布等柔性材料。
3.根據權利要求1所述的一種納米周期結構紅外輻射抑制材料，其特徵在於所述襯 底為硬質材料。
4.一種納米周期結構紅外輻射抑制材料的製作方法，其特徵在於將鍺材料、襯底置於真空鍍膜機內部，真空狀態下採用蒸發鍍膜在襯底上鍍0. 7mm厚 度的納米鍺薄膜，之後移除鍺材料換上硫化鋅材料，真空狀態下採用蒸發鍍膜在鍺薄膜上 鍍1. 1mm厚度的納米硫化鋅薄膜，之後保持襯底位置不變，在已經鍍膜的襯底的上表面在 真空狀態下進行蒸發鍍膜，依次交替鍍0. 7mm厚度的納米鍺薄膜、1. 1mm厚度的納米硫化鋅 薄膜各四次。
5.根據權利要求4所述的一種納米周期結構紅外輻射抑制材料的製作方法，其特徵在於其具體工藝步驟如下a、將鍺材料和襯底置於未抽真空的真空鍍膜機的真空室，把真空室的氣體排到l(T4T0rr (託)以下的壓強，加熱鍺至300°C以上使其蒸發形成納米微粒，在襯底表 面均勻沉積，之後停止加熱，自然冷卻後，通過石英晶體監控膜厚儀來確保襯底上表面形成0.7mm厚度的納米鍺薄膜；b、將真空室的鍺材料移除換成硫化鋅材料，襯底位置不動，把真空室的氣體排到 lO^Torr (託)以下的壓強，加熱硫化鋅材料至300°C以上使其蒸發形成納米微粒，在襯底表 面均勻沉積，之後停止加熱，自然冷卻後，通過石英晶體監控膜厚儀來確保襯底上表面形成1.1mm厚度的納米硫化鋅薄膜；c、依次交替重複a和b步驟各四次，在襯底表面形成五個周期的複合納米鍺和硫化鋅 薄膜。
6.根據權利要求4所述的一種納米周期結構紅外輻射抑制材料的製作方法，其特徵在 於所述襯底材質需能經受的住300°C以上的高溫，所述真空室中的加熱溫度不高於所述 襯底的理化性能發生變化高溫區間的最低溫度。
全文摘要
本發明提供了一種納米周期結構紅外輻射抑制材料，其能保證被覆蓋的高溫目標和有熱源目標物體的紅外隱身。其技術方案是這樣的其包括襯底和上層的薄膜材料，其特徵在於所述薄膜材料為五個周期的複合納米鍺和硫化鋅薄膜相互複合而成，所述複合納米鍺和硫化鋅薄膜的上層是1.1mm厚度的納米硫化鋅薄膜、下層為0.7mm厚度的納米鍺薄膜。
文檔編號B32B9/04GK101863152SQ201010165
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者凌軍, 盧言利, 張拴勤, 楊輝, 潘家亮, 王引龍, 連長春 申請人:中國人民解放軍63983部隊