CN114136015B - 一种吸收发射比可调的智能热控器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种吸收发射比可调的智能热控器件及其制备方法，属于电子元器件技术领域，智能热控器件包括低吸收低发射层或低吸收高发射层其中一种和电致变色层，智能热控器件的制备方法包括：制备电致变色层；在制备的电致变色层背面沉积低吸收低发射层或低吸收高发射层；沉积的低吸收低发射层或低吸收高发射层厚度达到预定厚度时，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备，低吸收低发射层或低吸收高发射层的预定厚度根据电致变色层的红外光谱发射率、厚度以及所用低吸收低发射层或低吸收高发射层材料的太阳光谱吸收率、红外光谱发射率确定。解决了现有智能热控器件无法调控自身吸收发射比的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步。

Description

一种吸收发射比可调的智能热控器件及其制备方法
技术领域
本发明属于电子元器件技术领域，具体涉及一种吸收发射比可调的智能热控器件及其制备方法。
背景技术
智能热控器件因其能根据环境变化来调整自身的热物性参数而实现对热控对象的温度控制，在卫星等空间飞行器热控领域具有广泛应用前景。
现有的智能热控器件只能调控自身的红外发射率，无法调控其吸收发射比(太阳吸收比与红外发射率比值)。太阳辐照环境下，物体表面温度与其吸收发射比的四分之一次方成正比，因此航天领域对能够吸收发射比可调控的智能热控器件具有迫切需求，目前还缺乏此类智能热控器件。
发明内容
本发明提供一种吸收发射比可调的智能热控器件及其制备方法，目的是解决现有智能热控器件无法调控自身吸收发射比的问题。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种吸收发射比可调的智能热控器件及其制备方法，智能热控器件包括电致变色层和低吸收低发射层，智能热控器件的制备方法包括：
S1、制备电致变色层；
S2、采用磁控溅射方法在步骤S1制备的电致变色层背面沉积低吸收低发射层；
S3、沉积的低吸收低发射层厚度达到预定厚度时，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备，低吸收低发射层的预定厚度根据电致变色层的红外光谱发射率、厚度以及所用低吸收低发射层材料的太阳光谱吸收率、红外光谱发射率确定。
进一步地，电致变色层的太阳光谱透过率在5％～70％范围内可调，红外光谱发射率为0.80～0.90。
进一步地，低吸收低发射层的太阳光谱吸收率为0.04～0.10，红外光谱发射率为0.02～0.08。
进一步地，低吸收低发射层采用金属铝或银。
进一步地，电致变色层的厚度为500～1500μm，低吸收低发射层的厚度为1～10μm。
一种吸收发射比可调的智能热控器件及其制备方法，智能热控器件包括电致变色层和低吸收高发射层，智能热控器件的制备方法包括：
S1、制备电致变色层；
S2、采用空气喷涂方法在步骤S1制备的电致变色层背面制备低吸收高发射层；
S3、沉积的低吸收高发射层厚度达到预定厚度时，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备，低吸收高发射层的预定厚度根据电致变色层的红外光谱发射率、厚度以及所用低吸收高发射层材料的太阳光谱吸收率、红外光谱发射率确定。
进一步地，电致变色层的太阳光谱透过率在5％～70％范围内可调，红外光谱发射率为0.80～0.90。
进一步地，低吸收高发射层的太阳光谱吸收率为0.08～0.15，红外光谱发射率为0.85～0.92。
进一步地，低吸收高发射层采用白色无机陶瓷涂层。
进一步地，电致变色层的厚度为500～1500μm，低吸收高发射层的厚度为50～200μm。
本发明所取得的有益技术效果是：
通过调整电致变色层的太阳光谱透过率，保持红外发射率不变来调控器件的太阳吸收比与红外发射率比值，即吸收发射比。太阳吸收比与红外发射率比值可在0.40～1.0之间调控。可根据空间光照环境变化来智能调控自身的吸收发射比，从而实现对热控对象温度的智能调控，解决了现有智能热控器件无法调控自身吸收发射比的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1是本发明其中一种具体实施例的结构示意图；
图2是本发明另外一种具体实施例的结构示意图；
附图标记：1、电致变色层；2、低吸收低发射层；3、低吸收高发射层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明要求保护的范围。
一种吸收发射比可调的智能热控器件，由电致变色层1与低吸收低发射层2或低吸收高发射层3组成，通过调整电致变色层1的太阳光谱透过率来调控器件的吸收发射比。太阳吸收比与红外发射率比值可在0.40～1.0之间调控。吸收发射比可调的智能热控器件可根据空间光照环境变化来调控自身的吸收发射比，从而实现对热控对象温度的调控，解决了现有智能热控器件无法调控自身吸收发射比的问题，在空间飞行器热控具有广阔应用前景。
如图1所示，一种吸收发射比可调的智能热控器件第一具体实施例，包括电致变色层1和低吸收低发射层2，按如下方法制备：
S1、制备在太阳光谱透过率5％～70％可调的500μm厚电致变色层1，电致变色层1采用电化学或化学氧化方法制成，属于现有技术，此处不再赘述。
S2、采用磁控溅射方法在步骤S1制备的电致变色层1背面沉积1μm的金属铝层。
S3、沉积的金属铝层厚度达到1μm，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备。
本具体实施例中制成的智能热控涂层，太阳光谱吸收率可从0.45调节至0.79，红外发射率为0.79不变，吸收发射比为0.57～1.0。
一种吸收发射比可调的智能热控器件第二具体实施例，包括电致变色层1和低吸收低发射层2，按如下方法制备：
S1、制备在太阳光谱透过率5％～70％可调的1000μm厚电致变色层1。
S2、采用磁控溅射方法在步骤S1制备的电致变色层1背面沉积5μm的金属铝层。
S3、沉积的金属铝层厚度达到5μm，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备。
本具体实施例中制成的智能热控涂层，太阳光谱吸收率可从0.40调节至0.80，红外发射率为0.82不变，吸收发射比为0.50～0.98。
一种吸收发射比可调的智能热控器件第三具体实施例，包括电致变色层1和低吸收低发射层2，按如下方法制备：
S1、制备在太阳光谱透过率5％～70％可调的1500μm厚电致变色层1。
S2、采用磁控溅射方法在步骤S1制备的电致变色层1背面沉积10μm的金属铝层。
S3、沉积的金属铝层厚度达到10μm，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备。
本具体实施例中制成的智能热控涂层，太阳光谱吸收率可从0.38调节至0.82，红外发射率为0.82不变，吸收发射比为0.46～1.00。
一种吸收发射比可调的智能热控器件第四具体实施例，包括电致变色层1和低吸收低发射层2，按如下方法制备：
S1、制备在太阳光谱透过率5％～70％可调的1000μm厚电致变色层1。
S2、采用磁控溅射方法在步骤S1制备的电致变色层1背面沉积5μm的金属银层。
S3、沉积的金属铝层厚度达到5μm，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备。
本具体实施例中制成的智能热控涂层，太阳光谱吸收率可从0.33调节至0.82，红外发射率为0.82不变，吸收发射比为0.40～1.00。
如图2所示，一种吸收发射比可调的智能热控器件第五具体实施例，包括电致变色层1和低吸收高发射层3，按如下方法制备：
S1、制备在太阳光谱透过率5％～70％可调的1000μm厚电致变色层1。
S2、采用空气喷涂方法在步骤S1制备的电致变色层1背面制备50μm的白色无机陶瓷涂层。
S3、沉积的白色无机陶瓷涂层厚度达到50μm，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备。
本具体实施例中制成的智能热控涂层，太阳光谱吸收率可从0.40调节至0.82，红外发射率为0.85不变，吸收发射比为0.47～0.96。
一种吸收发射比可调的智能热控器件第六具体实施例，包括电致变色层1和低吸收高发射层3，按如下方法制备：
S1、制备在太阳光谱透过率5％～70％可调的1000μm厚电致变色层1。
S2、采用空气喷涂方法在步骤S1制备的电致变色层1背面制备100μm的白色无机陶瓷涂层。
S3、沉积的白色无机陶瓷涂层厚度达到100μm，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备。
本具体实施例中制成的智能热控涂层，太阳光谱吸收率可从0.40调节至0.82，红外发射率为0.87不变，吸收发射比为0.46～0.94。
一种吸收发射比可调的智能热控器件第七具体实施例，包括电致变色层1和低吸收高发射层3，按如下方法制备：
S1、制备在太阳光谱透过率5％～70％可调的500μm厚电致变色层1。
S2、采用空气喷涂方法在步骤S1制备的电致变色层1背面制备200μm的白色无机陶瓷涂层。
S3、沉积的白色无机陶瓷涂层厚度达到200μm，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备。
本具体实施例中制成的智能热控涂层，太阳光谱吸收率可从0.38调节至0.82，红外发射率为0.88不变，吸收发射比为0.43～0.93。
一种吸收发射比可调的智能热控器件第八具体实施例，包括电致变色层1和低吸收高发射层3，按如下方法制备：
S1、制备在太阳光谱透过率5％～70％可调的500μm厚电致变色层1。
S2、采用空气喷涂方法在步骤S1制备的电致变色层1背面制备150μm的白色无机陶瓷涂层。
S3、沉积的白色无机陶瓷涂层厚度达到150μm，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备。
本具体实施例中制成的智能热控涂层，太阳光谱吸收率可从0.45调节至0.84，红外发射率为0.90不变，吸收发射比为0.50～0.93。
综上，本具体实施例所提出的技术方案通过调整电致变色层1的太阳光谱透过率，保持红外发射率不变来调控器件的太阳吸收比与红外发射率比值，即吸收发射比。太阳吸收比与红外发射率比值可在0.40～1.0之间调控。可根据空间光照环境变化来智能调控自身的吸收发射比，从而实现对热控对象温度的智能调控，解决了现有智能热控器件无法调控自身吸收发射比的问题，在空间飞行器热控领域具有广阔应用前景，具有突出的实质性特点和显著的进步。

Claims (10)

1.一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于，所述制备方法制备的智能热控器件包括电致变色层和低吸收低发射层，所述智能热控器件的制备方法包括：
S1、制备电致变色层；
S2、采用磁控溅射方法在步骤S1制备的电致变色层背面沉积低吸收低发射层；
S3、沉积的低吸收低发射层厚度达到预定厚度时，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备，低吸收低发射层的预定厚度根据电致变色层的红外光谱发射率、厚度以及所用低吸收低发射层材料的太阳光谱吸收率、红外光谱发射率确定。
2.根据权利要求1所述的一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于：所述电致变色层的太阳光谱透过率在5％～70％范围内可调，红外光谱发射率为0.80～0.90。
3.根据权利要求2所述的一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于：所述低吸收低发射层的太阳光谱吸收率为0.04～0.10，红外光谱发射率为0.02～0.08。
4.根据权利要求3所述的一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于：所述低吸收低发射层采用金属铝或银。
5.根据权利要求4所述的一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于：所述电致变色层的厚度为500～1500μm，所述低吸收低发射层的厚度为1～10μm。
6.一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于，所述制备方法制备的智能热控器件包括电致变色层和低吸收高发射层，所述智能热控器件的制备方法包括：
S1、制备电致变色层；
S2、采用空气喷涂方法在步骤S1制备的电致变色层背面制备低吸收高发射层；
S3、沉积的低吸收高发射层厚度达到预定厚度时，完成吸收发射比可调的智能热控器件的制备，低吸收高发射层的预定厚度根据电致变色层的红外光谱发射率、厚度以及所用低吸收高发射层材料的太阳光谱吸收率、红外光谱发射率确定。
7.根据权利要求6所述的一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于：所述电致变色层的太阳光谱透过率在5％～70％范围内可调，红外光谱发射率为0.80～0.90。
8.根据权利要求7所述的一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于：所述低吸收高发射层的太阳光谱吸收率为0.08～0.15，红外光谱发射率为0.85～0.92。
9.根据权利要求8所述的一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于：所述低吸收高发射层采用白色无机陶瓷涂层。
10.根据权利要求9所述的一种吸收发射比可调的智能热控器件制备方法，其特征在于：所述电致变色层的厚度为500～1500μm，所述低吸收高发射层的厚度为50～200μm。
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