[发明专利]一种可见光-红外兼容隐身材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可见光‑红外兼容隐身材料，包括非晶光子晶体薄膜和填充物，所述填充物填充在非晶光子晶体薄膜的空隙中；所述非晶光子晶体薄膜由SiO₂微球组成，所述填充物为ZnO；所述材料在400℃高温下红外发射率达到~0.4；所述非晶光子晶体薄膜通过旋涂法、重力沉积、垂直沉积或提拉法得到，然后采用浸渍或电沉积的方法在薄膜空隙中填充适量的ZnO，最后通过煅烧法制备得到本发明的可见光‑红外兼容隐身材料。本发明提供的可见光‑红外兼容隐身材料，实现了高温下性能稳定的丰富结构色与红外低发射率相结合，对高温条件下的可见光‑红外兼容隐身具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种可见光-红外兼容隐身材料及其制备方法，属于功能材料技术领域。

背景技术

随着现代探测技术的发展，多功能兼容隐身技术变得越来越重要。可见光隐身要求自身颜色特征与背景的亮度、色度、运动特征相吻合，从而控制目标视觉信号，丰富的结构色可以匹配不同的作战背景以此降低可见探测系统发现目标的概率；红外隐身要求降低自身红外辐射，因为红外探测技术通常以目标的高温部位（发动机尾喷管、炮管等）的红外辐射作为探测信息源，通过红外探测器将红外辐射能转换为高温目标所在位置的电信号，从而发现目标。目前，绝大多数传统的低发射率涂料颜色单调、暗淡，受填料和粘结剂的影响存在隐身性不稳定等问题，不能较好地满足可见光-红外兼容隐身的要求。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可见光-红外兼容隐身材料及其制备方法，满足对高温可见光-红外兼容隐身的要求。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种可见光-红外兼容隐身材料，包括非晶光子晶体薄膜和填充物，所述填充物填充在非晶光子晶体薄膜的空隙中；所述非晶光子晶体薄膜由SiO₂微球组成，所述填充物为ZnO。

进一步地，所述材料在400℃高温下红外发射率达到0.4，并呈现特定的稳定结构色。

进一步地，所述非晶光子晶体薄膜通过旋涂法、重力沉积、垂直沉积或提拉法得到。

进一步地，所述填充物按一定范围内的填充量通过浸渍或电沉积法填充到非晶光子晶体薄膜的空隙中。

一种可见光-红外兼容隐身材料的制备方法，包括如下过程：

1）将一定量的氨水、蒸馏水、正硅酸四乙酯溶于乙醇中，加热搅拌4h，离心干燥得到不同粒径单分散性较好的SiO₂粉末；

2）将步骤1）中得到的SiO₂粉末分散在乙醇溶液中，吸取适量SiO₂溶液，滴加并充分覆盖基板表面，在旋涂机上旋转成膜，重复此过程10~30次；旋涂后的样品进行低温加热，干燥后得到SiO₂非晶光子晶体薄膜；

3）以SiO₂非晶光子晶体薄膜为工作电极，芯片为对电极，甘汞电极为参比电极，以镀锌液为电解液进行电沉积，工作时间为20~40min；电沉积后，将样品放置于马弗炉中，在空气气氛下高温煅烧2h，得到耐高温低发射率的非晶光子晶体材料，即得到所述可见光-红外兼容隐身材料。

进一步地，所述步骤1）中得到的SiO₂粉末粒径为190~320 nm，分散指数为2.3%，步骤2）中SiO₂粉末在乙醇溶液中的分散比例为5 wt%。

进一步地，所述步骤2）中，所述低温加热的温度为200℃，时间为10min。

进一步地，所述步骤3）中，电沉积时工作电位相比于参比电极为-1.3V。

进一步地，所述步骤3）中，电沉积后的样品煅烧条件为5℃/min升温至500℃，保温2h，然后随炉冷却。