柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜，属于多频谱兼容隐身材料技术领域。其异质膜系结构为以下三类之一：

【技术实现步骤摘要】
柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜


[0001]本专利技术涉及一种柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜，属于多频谱兼容隐身材料


技术介绍

[0002]随着热红外侦察和光电探测技术的快速发展与广泛应用，可见光与红外兼容隐身材料技术已经成为伪装领域的一项重要课题。红外探测技术具有高分辨率、较好抗干扰能力，其工作波段主要处于中红外3～5μm、远红外8～14μm的大气窗口内，在红外侦察、红外夜视、红外制导、红外对抗、红外搜索等领域有着广泛应用。当前红外隐身措施主要通过低发射率涂料、烟幕、隔热遮挡、降温、诱饵干扰等方法改变目标红外辐射的传输路径、特性与强度，意图减少目标与背景环境之间的热辐射差异，从而降低被敌方红外探测器发现的概率。在0.38～0.78μm可见光波段，侦察系统的探测主要取决于目标与背景之间的色度、亮度等视觉参数对比特征。当前可见光隐身措施主要包括迷彩隐身、伪装网隐身等技术。迷彩隐身是将颜色涂料直接涂附在目标表面，而伪装网是用来遮盖装备目标暴露征侯以达到低可探测的隐身织物。目前实现可见光与红外兼容隐身的主要途径是采用低红外发射率涂料，通常由包覆着低红外发射率材料的可见光着色材料或者一体化材料组成，但其发射率依然偏高（约0.5）。
[0003]尽管当前针对可见光或红外的单一波段侦察探测的传统隐身材料技术已经十分成熟且在实际中得到广泛应用，但实现两者兼容的多频谱兼容隐身依旧是一项重要的技术挑战。超构材料技术可通过微纳构型设计方法，实现按照人为意愿操纵光波在材料结构内部的传输特性，实现可见光谱<br/>‑
红外辐射
‑
微波吸透特性的选择性调控能力，达到传统电磁材料无法满足的多光学功能兼顾一体化效果，日渐倍受关注，也为多频谱兼容隐身技术提供了重要的解决途径。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术提供了一种柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜。本专利技术基于多元异质膜系结构设计的复合薄膜超构材料，利用膜系结构的导纳匹配来实现可见光透射与红外禁带的双重增强效应，实现了可见光高透射与红外高反射的双重功能兼容效果，并兼顾其柔性曲面共形与环境高适应性的能力。本专利技术的超构薄膜材料能适用于机动地面目标的驾驶窗确保充足视野条件的红外隐身功能，并且还能贴附在装备目标发动机遮盖等高温部位表面实现在不影响迷彩涂层视觉隐身效果前提下的红外隐身功能。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜，其异质膜系结构为以下三类之一：
①
D/M/Z/N，
②
D/M/S/Z/N，
③
D/S/M/Z/N；其中，N膜层的材料选自氮化物TiAlN、ZrN、SiAlN，利于提高薄膜材料的机械性能与物化稳定性，从而提升红外隐身薄膜的耐侯性能力；
Z膜层的材料选自锌系化合物材料ZnTe、ZnSe；M膜层为金属膜层（M1膜层、M2膜层）堆叠构成的复合膜层，M1膜层、M2膜层的材料选自Ag、Au、Cu、CrNi，且M1膜层与M2膜层的材料不同；S膜层的材料选自掺杂态宽禁带半导体材料ATO（掺锑的SnO2）、FTO（掺杂氟的SnO2）、ZAO（掺杂铝的氧化锌）；D膜层的材料选自金属氧化物ZnO、MgO、Al2O3；所述N膜层、Z膜层、S膜层、D膜层的厚度均为20～60 nm，M膜层的厚度为10～20 nm；同时，在遴选膜层材料时，Z膜层的材料的折射率大于D膜层的材料的折射率。
[0006]所述柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜在作为或制备可见光与红外兼容隐身材料中的应用。
[0007]进一步地，具体应用时，可在透明基底表面通过磁控溅射、真空蒸发镀等方法由下至上依次镀制各膜层，而从高精度地制备出该柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜。
[0008]进一步地，所述透明基底为柔性基底，其材料选自聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚醚醚酮（PEEK）、聚苯并咪唑（PBI）、聚苯硫醚（PPS）等；所述柔性基底的厚度优选0.1～0.3 mm。
[0009]本专利技术的柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜，利用多层异质薄膜超结构设计来实现可见光谱与红外辐射选择性调控功能，起到可见光透射率与中远红外反射率的诱导增强效应，增大可见光透过与红外反射的强度与频域，实现了0.38～0.78μm可见光的高透过与3～15μm中远红外波段的高反射，达到了兼具高透明、低辐射双重功能的红外隐身效果。
[0010]本专利技术的柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜材料技术，通过人工微纳构型设计方法来操纵光波在材料内部的传输特性，宽域的0.38～0.78μm可见光的平均透过率高达70%以上，且在3～15μm中远红外的平均发射率低于0.2，能较好地解决当前可见光与红外之间隐身原理冲突难题。同时，具备的高柔性可实现装备表面共形贴附，且具备的高耐侯性可较好地延长其使用寿命。因此，本专利技术的新型超构薄膜材料能适用于机动地面装备的驾驶窗确保充足视野条件的红外隐身功能，并且还能在装备的发动机等高温部位贴附实现与迷彩涂层兼容的红外隐身功能。
[0011]本专利技术使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。
附图说明
[0012]图1：D/M/Z/N堆叠构型膜系结构示意图。
[0013]图2：D/M/Z/N异质膜系结构的可见光透射光谱特性示意图。
[0014]图3：D/M/Z/N异质膜系结构的红外反射光谱特性示意图。
[0015]图4：D/M/S/Z/N堆叠构型膜系结构示意图示意图。
[0016]图5：D/M/S/Z/N异质膜系结构的可见光透射光谱特性示意图。
[0017]图6：D/M/S/Z/N异质膜系结构的红外反射光谱特性示意图。
[0018]图7：D/S/M/Z/N堆叠构型膜系结构示意图示意图。
[0019]图8：D/S/M/Z/N异质膜系结构的可见光透射光谱特性示意图。
[0020]图9：D/S/M/Z/N异质膜系结构的红外反射光谱特性示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明。然而，本专利技术的范围并不限于下述实施例。本领域技术人员能够理解，在不背离本专利技术的精神和范围的前提下，可以对本专利技术进行各种变化和修饰。
[0022]下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法、检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法、检测方法。
[0023]实施例1柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜在0.2mm厚度的透明状PET柔性基底表面镀制D/M/Z/N堆叠构型的多元异质膜系结构，其结构示意图如图1所示，通过利用纳米级尺度的超结构设计来实现可见光透射与红外禁带的双重增强效应，提高可见光透过与红外反射的能力。其中，最外层N膜层的材料为氮化物TiAlN，厚度为20nm，用于提高薄膜材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜，其特征在于，其异质膜系结构为以下三类之一：
①
D/M/Z/N，
②
D/M/S/Z/N，
③
D/S/M/Z/N；其中，N膜层的材料选自TiAlN、ZrN、SiAlN；Z膜层的材料选自ZnTe、ZnSe；M膜层为M1膜层、M2膜层堆叠构成的复合膜层，M1膜层、M2膜层的材料选自Ag、Au、Cu、CrNi，且M1膜层与M2膜层的材料不同；S膜层的材料选自ATO、FTO、ZAO；D膜层的材料选自ZnO、MgO、Al2O3；所述N膜层、Z膜层、S膜层、D膜层的厚度均为20～60 nm，M膜层的厚度为10～20 nm；同时，Z膜层的材料的折射率大于D膜层的材料的折射率。2.根据权利要求1所述的柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜，其特征在于：异质膜系结构为D/M/Z/N，其中，N膜层的材料为TiAlN，厚度为20 nm；Z膜层的材料为ZnTe，厚度为20 nm；M膜层为M1膜层、M2膜层堆叠构成的复合膜层，M1膜层的材料为Ag，厚度为10 nm，M2膜层的材料为Cu，厚度为5 nm；D膜层的材料为ZnO，厚度为40 nm。3.根据权利要求1所述的柔性高耐侯高透明低辐射红外隐身异质薄膜，其特征在于：异质膜系结构为D/M/S/Z/N其中，N膜层的材料为S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙，汪刘应，刘顾，葛超群，许可俊，王文豪，王伟超，黄杰，胡灵杰，陈孟州，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：