新型红外隐身材料——基于多层膜的光谱选择性辐射体

随着光电探测技术的迅猛发展,各种侦察技术手段应运而生,红外隐身材料受到了研究人员的广泛关注。通常,红外隐身主要通过抑制目标在红外大气窗口波段(3-5μm和8-14μm)的热辐射特性来实现,在目标表面涂覆低发射率材料是红外隐身的常用技术途径。但该类材料在红外全波段的低发射率导致辐射散热效果差,将使实际温度升高,反而增加红外暴露的风险。基于此,研制兼顾窗口波段低发射率和辐射散热特性的光谱选择性辐射材料,对于红外隐身技术具有重要意义。

近期,国防科技大学程海峰研究员及其团队成员刘东青讲师提出了一种基于多层膜的光谱选择性辐射红外隐身材料。该红外隐身材料采用金属(Ag)/介质(Ge)多层膜结构,并基于超薄金属的红外光谱特性以及阻抗匹配原理对结构的热辐射特性进行了调控。利用物理气相沉积技术制备得到的该选择性辐射材料,在室温至200℃的温度区间内具有红外窗口波段低发射率(ε3-5μm=0.18;ε8-14μm=0.31),非窗口波段高发射率(ε5-8μm=0.82)的选择性辐射光谱特性。该论文首次系统性地验证了非窗口波段热辐射所带来的辐射降温效果,与红外低发射率材料相比,选择性辐射材料在真空环境和实际环境中均具有更低的实际温度,二者最大温差分别可达120℃和15℃。此外,由于兼顾窗口波段低发射率和辐射降温特性,与传统低发射率红外隐身材料相比,选择性辐射材料有效抑制了目标在窗口波段的辐射特性,3-5μm和8-14μm窗口波段的表观温度分别降低19℃和10℃,具有更优异的红外隐身性能。此项研究为红外隐身材料的研究提供了一种全新的思路,同时为选择性辐射材料在红外隐身技术领域的应用提供了有益的借鉴。

相关研究工作以“A Multilayer Film Based Selective Thermal Emitter for Infrared Stealth Technology”为题目发表在期刊Advanced Optical Materials (DOI: 10.1002/adom.201801006)上,论文第一作者为博士生彭亮。

Speak Your Mind

*