CN110112282A - 一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构 - Google Patents

一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构 Download PDF

Info

Publication number
CN110112282A
CN110112282A CN201910415173.2A CN201910415173A CN110112282A CN 110112282 A CN110112282 A CN 110112282A CN 201910415173 A CN201910415173 A CN 201910415173A CN 110112282 A CN110112282 A CN 110112282A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
nanostructure
stealthy
multilayer
conducting layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910415173.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110112282B (zh
Inventor
张志东
张彦军
张斌珍
薛晨阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North University of China
Original Assignee
North University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North University of China filed Critical North University of China
Priority to CN201910415173.2A priority Critical patent/CN110112282B/zh
Publication of CN110112282A publication Critical patent/CN110112282A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110112282B publication Critical patent/CN110112282B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，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表面设置有凹槽，并且热电转换层的上表面覆盖有石墨烯导热层，所述石墨烯导热层的上方设置有光吸收层；该带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，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，而且石墨烯导热层具有很好的导热特性，增强了热传导效率，石墨导热层设置在凹槽表面，增强了石墨烯层与热电转换层的接触棉结，进一步增强了热传导效率，有利于提高热能转换为电能的效率。

Description

一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构
技术领域
本发明属于红外探测技术领域，具体涉及一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构。
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带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构。
该带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，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表面设置有凹槽，并且热电转换层的上表面覆盖有石墨烯导热层，所述石墨烯导热层的上方设置有光吸收层。
所述凹槽内设置有金属填充物。
所述凹槽为多个横向的S形周期排列组成。
所述凹槽为多个倒三角形周期排列组成。
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外围包裹有第一修饰层，所述金属微纳结构层的上方还设置有第二修饰层。
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制成。
所述第二修饰层是碳纳管制成。
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。
本发明的有益效果：本发明提供的这种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，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，而且石墨烯导热层具有很好的导热特性，增强了热传导效率，石墨导热层设置在凹槽表面，增强了石墨烯层与热电转换层的接触棉结，进一步增强了热传导效率，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是带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构示意图一。
图2是带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构示意图二。
图3是带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构示意图三。
图4是带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构示意图四。
图5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、石墨烯导热层；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；10、凹槽；11、金属填充物。
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、图2所示的带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，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的上表面设置有凹槽10，凹槽10可以增强下述的光吸收层4与热电转换层2的接触面积，并且热电转换层2的上表面覆盖有石墨烯导热层3，石墨烯导热层3可以增强热的传输效率，所述石墨烯导热层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，热能通过石墨烯导热层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，这样设置在石墨烯导热层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通过石墨烯导热层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3、图4所示，所述凹槽10内设置有金属填充物11，该金属填充物11一方面可以对一部分透射过光吸收层4的光反射回去，另一方面使超光吸收层4可以在一个平整的基面上生长，有利于减小结构制作的难度。
进一步的，如图3所示，所述凹槽10为多个横向的S形周期排列组成。
进一步的，如图4所示，所述凹槽10为多个倒三角形周期排列组成。
进一步的，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的外围包裹有第一修饰层7，所述金属微纳结构层6的上方还设置有第二修饰层8；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。
所述金属微纳结构层6是由硅纳米管制成。
进一步的，所述第一修饰层7是银制成；银可以与光产生表面等离激元共振，能够增强光热转化效率，为了提高与光的基础面积，所示第一修饰层7设置成如图5所示的圆锥状，包裹在金属微纳结构层6的外围。
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，该带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，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，而且石墨烯导热层3具有很好的导热特性，增强了热传导效率，石墨导热层3设置在凹槽10表面，增强了石墨烯层与热电转换层的接触棉结，进一步增强了热传导效率，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 (10)

1.一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，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）的上表面设置有凹槽（10），并且热电转换层（2）的上表面覆盖有石墨烯导热层（3），所述石墨烯导热层（3）的上方设置有光吸收层（4）。
2.如权利要求1所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，其特征在于：所述凹槽（10）内设置有金属填充物（11）。
3.如权利要求1所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，其特征在于：所述凹槽（10）为多个横向的S形周期排列组成。
4.如权利要求1所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，其特征在于：所述凹槽（10）为多个倒三角形周期排列组成。
5.如权利要求1所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，其特征在于：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）的外围包裹有第一修饰层（7），所述金属微纳结构层（6）的上方还设置有第二修饰层（8）。
6.如权利要求5所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，其特征在于：所述金属微纳结构层（6）是由硅纳米管制成。
7.如权利要求5所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，其特征在于：所述第一修饰层（7）是银制成。
8.如权利要求5所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，其特征在于：所述第二修饰层（8）是碳纳管制成。
9.如权利要求1所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，其特征在于：所述热电转换层（2）是由碲化铋制成。
10.如权利要求1所述的一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构，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）。
CN201910415173.2A 2019-06-17 2019-06-17 一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构 Active CN110112282B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910415173.2A CN110112282B (zh) 2019-06-17 2019-06-17 一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910415173.2A CN110112282B (zh) 2019-06-17 2019-06-17 一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110112282A true CN110112282A (zh) 2019-08-09
CN110112282B CN110112282B (zh) 2022-06-10

Family

ID=67490909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910415173.2A Active CN110112282B (zh) 2019-06-17 2019-06-17 一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110112282B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673418A (zh) * 2019-10-11 2020-01-10 深圳航天东方红海特卫星有限公司 一种石墨烯智能热控薄膜
CN111168006A (zh) * 2020-01-14 2020-05-19 湖北若林电器科技有限公司 一种3d火焰电壁炉热电转换元件片材的制备方法
CN113200533A (zh) * 2021-05-07 2021-08-03 南开大学 一种高性能石墨烯/碲化铋微波吸收复合材料的制备方法
CN114675457A (zh) * 2020-12-24 2022-06-28 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种无源自偏压电致变色智能窗

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091650A (ja) * 1998-09-16 2000-03-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高温度熱電変換素子
CN101871818A (zh) * 2010-06-25 2010-10-27 清华大学 红外探测器
JP2011023581A (ja) * 2009-07-16 2011-02-03 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd 熱電変換発電装置
CN104465841A (zh) * 2014-11-18 2015-03-25 上海理工大学 光热电转换器件及制备方法
CN106684235A (zh) * 2015-11-09 2017-05-17 北京卫星环境工程研究所 空间用太阳辐射发电材料多孔结构及其器件和制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091650A (ja) * 1998-09-16 2000-03-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高温度熱電変換素子
JP2011023581A (ja) * 2009-07-16 2011-02-03 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd 熱電変換発電装置
CN101871818A (zh) * 2010-06-25 2010-10-27 清华大学 红外探测器
CN104465841A (zh) * 2014-11-18 2015-03-25 上海理工大学 光热电转换器件及制备方法
CN106684235A (zh) * 2015-11-09 2017-05-17 北京卫星环境工程研究所 空间用太阳辐射发电材料多孔结构及其器件和制造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673418A (zh) * 2019-10-11 2020-01-10 深圳航天东方红海特卫星有限公司 一种石墨烯智能热控薄膜
CN111168006A (zh) * 2020-01-14 2020-05-19 湖北若林电器科技有限公司 一种3d火焰电壁炉热电转换元件片材的制备方法
CN114675457A (zh) * 2020-12-24 2022-06-28 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种无源自偏压电致变色智能窗
CN113200533A (zh) * 2021-05-07 2021-08-03 南开大学 一种高性能石墨烯/碲化铋微波吸收复合材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110112282B (zh) 2022-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110112282A (zh) 一种带有石墨烯导热层的多层隐身纳米结构
JP6761673B2 (ja) メタマテリアルによって改良された受動的な放射冷却パネル
CN110138277B (zh) 一种基于辐射制冷和高效吸收太阳能的温差发电装置
CN103287014B (zh) 满足太阳能集热和辐射制冷的选择性吸收发射复合材料
CN107160773B (zh) 一种具有红外辐射散热功能的复合膜及其制备方法和用途
CN112273747B (zh) 一种基于光子晶体薄膜材料的多波段隐身衣
CN110030744B (zh) 一种光谱自适应的白天太阳能集热夜间辐射制冷涂层材料
US20110185728A1 (en) High efficiency solar thermal receiver
CN112921273B (zh) 一种基于相变材料二氧化钒的动态热辐射制冷器件
WO2023020449A1 (zh) 一种基于分波段的逆向差别光路光热复用装置
CN109631408A (zh) 生物可降解红外发射被动式辐射冷却结构及冷却方法
CN112460836A (zh) 被动式辐射冷却复合材料薄膜
CN106206830B (zh) 一种基于石墨烯夹层式红外吸收层的红外探测器
CN110098311A (zh) 一种提高红外吸收效率的多层红外隐身纳米结构
CN108231945A (zh) 石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探测器及制备方法
CN108534055B (zh) 一种荧光集光太阳能照明系统
CN110376666A (zh) 一种中红外波段的超宽带完美吸收器及其制备方法
CN110095022A (zh) 一种双效应红外隐身结构
CN110161599A (zh) 一种不同偏振态选择性红外隐身的纳米结构
US20170153045A1 (en) Solar absorption structure
CN110126383A (zh) 一种同辐射干扰的红外隐身结构
US20120024359A1 (en) Thermophotovoltaic system
CN112503654A (zh) 单通道夜间被动式辐射冷却膜
CN104294270A (zh) 制备太阳能选择性吸收涂层的新工艺
CN207925500U (zh) 一种光电探测器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant