CN110098311B - 一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，包括微沟道散热层，所述微沟道散热层的上方设置有热电转换层，所述热电转换层的上方设置有导热反光层，所述导热反光层的上方设置有光吸收层；该提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，首先将光转换成热能，然后把热能转换成电能，通过光‑热、热‑电转换将红外吸收的能量转化成可收集的电能，电能可以直接利用，不仅提升红外隐身材料的隐身效果及寿命，而且导热反光层能够将未吸收的光进行反射以便再次吸收，从而将更多的光转换成热能，热能又可通过导热反光层向下传递到热电转换层，有利于提高热能转换为电能的效率。
Description
技术领域
本发明属于红外探测技术领域，具体涉及一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构。
背景技术
随着电子信息技术高速发展及其在军事领域中的广泛应用，军事侦察手段已经实现了高技术化。在战场目标“发现即可命中”的形势下，红外成像仪的面世，使得曾经有效的可见光和雷达隐身技术面临被破解的威胁。大气条件良好时，机载红外搜索和跟踪系统对目标的探测距离可超过80km。因此，在可见光和雷达波段隐身的基础上，兼顾红外是未来全波段隐身技术发展的必然趋势。
近年来，红外探测手段的高精度、智能化和多样化发展对红外隐身技术提出了更高挑战。红外隐身技术作为一种军用反侦察技术，主要通过抑制目标在红外大气窗口波段（3-5μm 和8-14μm）的热辐射实现目标的低可探测性。目前，主要通过冷却、屏蔽、遮挡和隐身涂料等手段降低或改变目标的红外辐射特征来实现对红外探测的隐身，其中，在目标表面涂覆低发射率材料应用最为广泛。但低发射率红外隐身涂料存在热量积累、频带范围有限、使用寿命短等一系列问题，因此，探索和发展高性能红外隐身材料和技术迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构。
该提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，包括微沟道散热层，所述微沟道散热层的上方设置有热电转换层，所述热电转换层的上方设置有导热反光层，所述导热反光层的上方设置有光吸收层。
所述光吸收层包括基板，所述基板的上方设置有金属微纳结构层，所述金属微纳结构层的表面设置有第一修饰层，所述金属微纳结构层的上方设置有第二修饰层。
所述金属微纳结构层是由硅纳米管制成。
所述第一修饰层是银纳米颗粒制成。
所述第二修饰层是碳纳管制成。
所述导热反光层是由金属纳米颗粒制成。
所述导热反光层的厚度为50～80nm。
所述导热反光层的上表面为粗糙面。
所述热电转换层是由碲化铋制成。
所述微沟道散热层下表面设置有散热凹槽。
所述微沟道散热层是由聚二甲基硅氧烷制成。
本发明的有益效果：本发明提供的这种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，首先将光转换成热能，然后把热能转换成电能，通过光-热、热-电转换将红外吸收的能量转化成可收集的电能，电能可以直接利用，不仅提升红外隐身材料的隐身效果及寿命，而且导热反光层能够将未吸收的光进行反射以便再次吸收，从而将更多的光转换成热能，热能又可通过导热反光层向下传递到热电转换层，有利于提高热能转换为电能的效率。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构示意图。
图2是光吸收层的结构示意图。
图中：1、微沟道散热层；2、热电转换层；3导热反光层；4、光吸收层；5、基板；6、金属微纳结构层；7、第一修饰层；8、第二修饰层；9、散热凹槽。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
本实施例提供了一种如图1所示的提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，包括微沟道散热层1，所述微沟道散热层1的上方设置有热电转换层2，所述热电转换层2的上方设置有导热反光层3，所述导热反光层3的上方设置有光吸收层4；这样，在光入射到光吸收层4的时候，能够被吸收并转换为热能，未被吸收的光有部分透射过光吸收层4传播到导热反光层3，导热反光层3可以将这部分光反射，二次入射到光吸收层4，光吸收层4可以再次吸收部分光，从而实现直接入射的光与反射的光两次吸收，就可以更高效率的将光能转换为热能；热能在导热反光层3的作用下能够传递到热电转换层2，由于光吸收层4吸收光转换热能，导致光吸收层4与微沟道散热层1之间存在温度差，这样设置在导热反光层3与微沟道散热层1之间的热电转换层2能够将光吸收层4通过导热反光层3传递到微沟道散热层1转换成电能，从而很好的提升了该多层红外隐身纳米结构的光吸收效率，而且能够将光能转换为电能，以便电子设备进行使用。
进一步的，如图2所示，所述光吸收层4包括基板5，基板5主要起支撑作用，而且基板5需要很好的导热特性、耐高温特性、透光特性，因此，基板5可以使用聚酰亚胺制成；所述基板5的上方设置有金属微纳结构层6，所述金属微纳结构层6的表面设置有第一修饰层7，所述金属微纳结构层的上方设置有第二修饰层8，金属微纳结构层6具有较高的光吸收特性，可以使用硅纳米管制成，而第一修饰层7、第二修饰层8是与金属微纳结构层6不同的材料制成，可以进一步提高金属微纳结构层6的光吸收特性。
进一步的，所述第一修饰层7是银纳米颗粒制成，银纳米颗粒可以与光产生表面等离激元共振，能够增强光热转化效率。
进一步的，所述第二修饰层8是碳纳管制成，碳纳管具有很高的光吸收特性，设置于金属微纳结构层6上方，可以提高金属微纳结构层6的吸收率。
进一步的，所述导热反光层3是由金属纳米颗粒制成，所述导热反光层3的厚度为50～80nm，优先的可以选择60nm、70nm；所述导热反光层3的上表面为粗糙面，这样可以增强对光的反射。
所述热电转换层2是由碲化铋制成，具体的讲是由碲化铋制成的碲化铋热电膜。
进一步的，所述微沟道散热层1下表面设置有散热凹槽9，散热凹槽9可以增强。
进一步的，所述微沟道散热层1是由聚二甲基硅氧烷制成，二甲基硅氧烷具有一定的柔性。
综上所述，该提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，首先将光转换成热能，然后把热能转换成电能，通过光-热、热-电转换将红外吸收的能量转化成可收集的电能，电能可以直接利用，不仅提升红外隐身材料的隐身效果及寿命，而且导热反光层能够将未吸收的光进行反射以便再次吸收，从而将更多的光转换成热能，光能转换为热能效率可以达到98%以上，热能又可通过导热反光层向下传递到热电转换层，有利于提高热能转换为电能的效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：包括微沟道散热层(1)，所述微沟道散热层(1)的上方设置有热电转换层(2)，所述热电转换层(2)的上方设置有导热反光层(3)，所述导热反光层(3)的上方设置有光吸收层(4)；其中，所述光吸收层(4)包括基板(5)，所述基板(5)的上方设置有金属微纳结构层(6)，所述金属微纳结构层(6)的表面设置有第一修饰层(7)，所述金属微纳结构层(6)的上方还设置有第二修饰层(8)。
2.如权利要求1所述的一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：所述金属微纳结构层(6)是由硅纳米管制成。
3.如权利要求1所述的一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：所述第一修饰层(7)是银纳米颗粒制成。
4.如权利要求1所述的一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：所述第二修饰层(8)是碳纳管制成。
5.如权利要求1所述的一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：所述导热反光层(3)是由金属纳米颗粒制成。
6.如权利要求1所述的一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：所述导热反光层(3)的上表面为粗糙面。
7.如权利要求1所述的一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：所述热电转换层(2)是由碲化铋制成。
8.如权利要求1所述的一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：所述微沟道散热层(1)下表面设置有散热凹槽(9)。
9.如权利要求1所述的一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构，其特征在于：所述微沟道散热层(1)是由聚二甲基硅氧烷制成。
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