CN115674845A - 可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其结构形式包括以下四种:①FSS1/DSD/FSS2/ED,②FSS1/ED/FSS2/DSD,③FSS/DSD/ED,④FSS/ED/DSD;所述FSS、FSS1与FSS2是透明状图案化频率选择表面;所述DSD是高透明宽域低辐射结构;所述ED是电致变色膜系结构。本发明的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,达到了兼顾0.38~0.78μm可见光色泽变换高透显示、3~15μm中远红外波段低辐射、2~40 GHz雷达低反射三重功能的多波段兼容智能隐身效果,可用于制备隐身装备。本发明为规避可见光、红外、雷达多源联合探测与制导打击提供了重要技术途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,属于多波段兼容隐身材料技术领域。
背景技术
随着雷达、热红外、可见光等光电探测技术的快速发展与联合应用,传统的单一频段的隐身材料技术已经在规避探测、识别与打击领域显得举步维艰,而发展多波段兼容隐身材料技术已经成为伪装领域势在必行的发展方向。然而,在多波段兼容隐身材料领域通常会存在不同频段隐身原理之间冲突的瓶颈性难题,如雷达强吸收与红外高反射、红外高反射与可见光高透视、红外高反射与激光低反射等。譬如,传统的雷达吸波材料通常也会伴随着较高的红外吸收而导致较高红外发射率,两者兼容材料往往是在两者功能的此消彼长中衡量设计。当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,由包覆着低红外发射率材料的着色材料或者一体化材料组成,但其发射率依旧偏高(约0.5),且色调更易过亮而难以融合于背景,且通常还因采用金属填料会对雷达隐身效果产生不良影响。因此,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。
当前地面装备都需要开展沙漠、山地、草原、公路等多地域背景环境的运用场景,即使同地域背景环境特性也会随季节、时间等变换。然而,传统隐身技术都是静态的,仅对特定背景环境特性下能获得有效的伪装效果,但随着地面装备的运用场景发生改变而极易造成暴露。因此,发展能随背景环境变换而实时自适应改变自身色彩的智能变色隐身材料,能极大地提升装备隐身水平,也已成为隐身技术领域公认的未来迫待发展的必然趋势。
超构材料技术具有可见光谱-红外辐射-微波吸透特性的选择性调控能力,可实现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,也为多波段兼容隐身技术提供了重要的解决途径。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提供了一种可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料。本发明的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,通过超构材料与智能材料设计技术,利用图案化频率选择表面与膜系结构横截面的耦合作用,集成了透射诱导、红外禁带、电谐振、电致变色等多种综合效应,实现了可见光高透射、中远红外高反射、雷达波强吸收等多功能一体化设计,最终达到了兼顾0.38~0.78μm可见光色泽变换高透显示、3~15μm中远红外波段低辐射、2~40 GHz雷达低反射三重功能的多波段兼容智能隐身效果。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其结构是由以下三部分构成的:
A.单屏FSS,或双屏FSS1与FSS2的透明状图案化频率选择表面;是实现雷达波电路谐振损耗效应的结构;
B.高透明宽域低辐射结构DSD;是实现红外低辐射型与电磁损耗型双重作用的复合薄膜层;
C.电致变色膜系结构ED;是在电场控制下实现智能变色功能的膜层。
这三部分自上而下堆叠的结构形式包括以下四种:①FSS1/DSD/FSS2/ED,②FSS1/ED/FSS2/DSD,③FSS/DSD/ED,④FSS/ED/DSD。
所述透明状图案化频率选择表面(FSS,FSS1与FSS2)是通过以下方法制备得到的:在具备高透明特性的柔性薄膜或半导体玻璃介质材料电阻膜表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片,所述周期性图案的形状选自圆形、正方形、五角星等;所述周期性图案的特征尺寸为0.5~5 mm(若是圆形,则为半径;若为正方形,则为边长;若为五角星,则为五角星尖端与中心的距离),各贴片单元之间的间隙距为0.2~0.5 mm,方阻为10~80 Ω/sq。
进一步地,所述柔性薄膜选自PET-ITO,指采用磁控溅射技术,在PET(聚对苯二甲酸乙二酯)基底材料上溅射透明氧化铟锡(ITO)导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。
进一步地,所述半导体玻璃介质材料电阻膜选自ITO(氧化铟锡)、FTO(掺杂氟的SnO2)。
所述高透明宽域低辐射结构DSD是由基底和涂覆在基底表面的膜层构成的,其中,膜层的结构为DSD,电介质层D的材料选自ZnS、Al2O3、MgO、TiO2、SiO2等,厚度为20~50 nm;功能层S的材料选自ITO、AZO(掺杂铝的氧化锌)、FTO(掺杂氟的SnO2)、ATO(掺锑的SnO2)等掺杂态宽禁带半导体材料,厚度为0.5~1 mm;或功能层S的材料选自Ag、Au、Cu等金属薄膜材料,厚度为10~20 nm。
进一步地,所述基底的材料选自PET、ITO、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、PET-ITO等;基底的厚度为0.1~0.5 mm;制备时,在基底表面采用磁控溅射、真空蒸发镀等工艺依次镀制电介质层D、功能层S、电介质层D,从而得到三明治型膜系结构DSD。
所述电致变色膜系结构ED是由透明状半导体电极层、电致变色层、凝胶电解质层和透明状半导体电极层构成的,所述半导体电极层的厚度为0.1~1.5 mm;所述电致变色层的厚度为50~100 nm;所述凝胶电解质层的厚度为100~200 nm。受益于频率选择表面、宽域低辐射结构都具有高透明特性,使电致变色膜系结构的可见光色泽能以极高透射率显示,从而实时呈现透明态及色彩变化。
进一步地,所述半导体电极层的材料选自PET-ITO、ITO、FTO、ATO等。
进一步地,所述电致变色层的材料选自PANI-WO3、WO3、MoO3、聚苯胺等。
进一步地,所述凝胶电解质层的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸盐。
所述可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料在制备隐身装备中的应用。
本发明的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,通过微纳尺度下异质薄膜构型设计方法,利用图案化频率选择表面与膜系结构横截面的耦合作用,集成透射诱导、红外禁带、电磁谐振、电致变色等多种综合效应,实现了可见光高透射、中远红外高反射、雷达波强吸收等多功能一体化设计,最终达到了兼顾0.38~0.78μm可见光色泽变换高透显示与3~15μm中远红外波段低辐射、2~40 GHz雷达低反射三重功能的多波段兼容智能隐身效果。当透明状图案化频率选择表面、高透明宽域低辐射结构DSD的基底、电致变色膜系结构ED的透明电极均选择PET、PC、PDMS、PET-ITO复合膜等柔性介质材料时,则可获得柔性的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料。本发明为规避可见光、红外、雷达多源联合探测与制导打击提供了重要技术途径。
本发明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
图1:可见光雷达红外多波段兼容隐身结构FSS1/DSD/FSS2/ED示意图。
图2:FSS1/DSD/FSS2膜系结构可见光透射光谱特性示意图。
图3:FSS1/DSD/FSS2膜系结构的红外反射光谱特性示意图。
图4:FSS1/DSD/FSS2/ED隐身结构的雷达波吸收特性示意图。
图5:可见光雷达红外多波段兼容隐身结构FSS1/ED/FSS2/DSD示意图。
图6:FSS2/DSD膜系结构可见光透射光谱特性示意图。
图7:FSS1/ED/FSS2/DSD膜系结构红外反射光谱特性示意图。
图8:FSS1/ED/FSS2/DSD隐身结构的雷达波吸收特性示意图。
图9:可见光雷达红外多波段兼容隐身结构FSS/DSD/ED示意图。
图10:FSS/DSD膜系结构的可见光透射光谱特性示意图。
图11:FSS/DSD膜系结构的红外反射光谱特性示意图。
图12:FSS/DSD/ED隐身结构的雷达波吸收特性示意图。
图13:可见光雷达红外多波段兼容隐身结构FSS/ED/DSD示意图,
图14:DSD膜系结构的可见光透射光谱特性示意图。
图15:FSS/ED/DSD隐身结构的可见光透射光谱特性示意图。
图16:FSS/ED/DSD隐身结构的雷达波吸收特性示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。然而,本发明的范围并不限于下述实施例。本领域技术人员能够理解,在不背离本发明的精神和范围的前提下,可以对本发明进行各种变化和修饰。
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。
实施例1 可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料
由双屏透明状图案化频率选择表面FSS1与FSS2、高透明宽域低辐射结构DSD、电致变色膜系结构ED三大部分呈多层膜系结构型式堆叠构成,如图1所示,其堆叠结构形式为FSS1/DSD/FSS2/ED。利用双层图案化频率选择表面与膜系结构横截面的耦合作用,集成透射诱导、红外禁带、电路谐振、电致变色等多种综合效应,实现电致变色高透光、中远红外高反射、雷达波强吸收等多功能一体化的多波段兼容隐身效果。
所述频率选择表面FSS1与FSS2是实现雷达波电磁谐振损耗效应的,是通过以下方法制备得到的:在0.2 mm厚度的PET-ITO复合柔性透明状电阻薄膜表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片。FSS1的周期性图案的形状为圆形,半径为2 mm,各贴片单元之间的间隙距为0.2 mm,方阻为30 Ω/sq。FSS2的周期性图案的形状为五角星,端点与中心的距离为2 mm,各贴片单元之间的间隙距为0.2 mm,方阻为10 Ω/sq。
所述高透明宽域低辐射结构DSD是实现高透明红外低辐射型的功能层,还是双屏频率选择表面超材料吸波体的电磁损耗介质层。由基底和涂覆在基底表面的膜层构成,基底为0.2 mm厚度的PET高透明柔性基底。膜层的结构为DSD,电介质层D的材料为SiO2,厚度为25 nm;功能层S的材料为AZO,厚度为1 mm。制备时,在柔性基底表面采用磁控溅射工艺镀制“电介质层D-功能层S-电介质层D”三明治型膜系结构。
所述电致变色膜系结构ED能在电场控制下实现智能变色功能,其自上而下依次由0.15 mm厚度的透明状PET-ITO柔性导电薄膜电极层、80 nm厚度的PANI-WO3复合薄膜电致变色层、150 nm厚度的聚甲基丙烯酸甲酯基质凝胶电解质层和0.15 mm厚度的透明状PET-ITO柔性导电薄膜电极层构成。
模拟计算分析该隐身膜系结构中的FSS1/DSD/FSS2部分在0.38~0.8μm可见光波段的透过率,如图2所示,其3~15μm中远红外波段的反射率如图3所示。由图2可见,该新型膜系结构在0.38~0.78μm可见光的平均透过率为76.24%,这说明频率选择表面FSS1与FSS2、宽域低辐射结构DSD的复合结构具有较高的透明特性,可使电致变色膜系结构的可见光色泽顺利能得以极高透射率方式显示。同时,由图3可见,该新型膜系结构在3~15 µm中远红外波段的反射率都大于55 %,且在整个中远红外波段的平均反射率为79.56%,因此具备覆盖中远红外窗口区域的宽域红外隐身能力。另外,电致变色膜系结构ED采用PANI-WO3复合薄膜致变色层,能在-1.5~1.5 V电压范围内实现颜色由蓝紫色→绿色→淡黄色→深蓝色可逆性变化。因此,在不影响电致变色膜系结构ED的可见光智能变色视觉隐身的基础上抑制中远红外辐射,达到智能变色与红外兼容隐身效果。
模拟计算分析该隐身膜系结构FSS1/DSD/FSS2/ED的雷达波段吸收率,如图4所示,由图4可见,可在8~18 GHz宽频域范围内实现雷达波强吸收,利于抑制雷达散射特性,实现雷达隐身效果。
综上,整个FSS1/DSD/FSS2/ED隐身结构可同时实现可见光变色高透光显示-中远红外高反射(即低辐射)-宽域雷达强吸波三重功用,达到可见光-红外-雷达多波段兼容智能隐身效果。同时,由于上述隐身结构的透明状图案化频率选择表面、高透明宽域低辐射结构DSD的基底、电致变色膜系结构ED的透明电极均选择柔性介质膜材料时,还可获得一定较高柔性,实现与装备曲面共形贴附能力。
实施例2 可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料
由双屏透明状图案化频率选择表面FSS1与FSS2、高透明宽域低辐射结构DSD、电致变色膜系结构ED三大部分呈多层膜系结构型式堆叠构成,如图5所示,其堆叠结构形式为FSS1/ED/FSS2/DSD。利用双层图案化频率选择表面与膜系结构横截面的耦合作用,集成透射诱导、红外禁带、电路谐振、电致变色等多种综合效应,实现电致变色高透光、中远红外高反射、雷达波强吸收等多功能一体化的多波段兼容隐身效果。
所述频率选择表面FSS1与FSS2是实现雷达波电磁谐振损耗效应的,是通过以下方法制备得到的:在0.5 mm厚度的AZO半导体刚性透明玻璃表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片。FSS1的周期性图案的形状为正方形,边长4 mm,单元间隙距为0.5 mm,方阻50Ω/sq。FSS2的周期性图案的形状为五角星,端点与中心的距离为2 mm,单元间隙距为0.5 mm,方阻10Ω/sq。
所述电致变色膜系结构ED能在电场控制下实现智能变色功能,也在一定程度上兼具电磁损耗介质层,其自上而下依次由0.5 mm厚度的FTO半导体刚性透明电极、50 nm厚度的WO3薄膜电致变色层、100 nm厚度的聚偏二氟乙烯(PVDF)基质凝胶电解质层和1 mm厚度的FTO半导体刚性透明电极构成。
所述高透明宽域低辐射结构DSD即是实现高透明红外低辐射型的功能层,还是双屏频率选择表面超材料吸波体的电磁损耗介质层。由基底和涂覆在基底表面的膜层构成,基底为0.2 mm厚度的高透明ITO玻璃基底。膜层的结构为DSD,电介质层D的材料为ZnS,厚度为30 nm;功能层S的材料为金属Cu薄膜材料,厚度为12 nm。制备时,在基底表面采用真空蒸发镀膜工艺制备“电介质层D-功能层S-电介质层D”三明治型膜系结构。
因频率选择表面FSS1是在ITO半导体刚性透明玻璃表面刻蚀周期性图案,其自身具备高透明特性,所以完全有能力确保电致变色膜系结构ED的色泽变化能以较高透射水平显示。电致变色膜系结构ED的电致变色层采用WO3薄膜,可在电场控制下实现颜色由透明态→蓝色之间的可逆性变化。同时,模拟分析FSS2/DSD部份结构在0.38~0.8μm可见光波段的透过率如图6所示,在整个可见光波段的透射率高于67%,且平均透射率为85.96%,具有高透明特性。因此,当电致变色膜系结构ED处于初始透明状态时,可确保实现隐身结构FSS1/ED/FSS2/DSD也能处于完全透明状态。
模拟计算分析该新型隐身膜系结构在3~15μm中远红外波段的反射率,如图7所示,对雷达波段的吸收特性如图8所示。由图7可见,该新型膜系结构在3~15μm中远红外波段的反射率都大于55%,且在整个中远红外波段的平均反射率为80.31%,因此具备覆盖中远红外窗口区域的宽域红外隐身能力。同时,由图8可见,该新型膜系结构能对9~18 GHz宽频域雷达波形成强吸收作用,利于减弱雷达波反射特性而规避雷达探测识别,实现雷达隐身效果。
综上,该FSS1/ED/FSS2/DSD隐身结构在电场控制作用下可实现透明态与特定色彩之间的可逆性变色过程的高透光显示,同时还兼具宽域红外低辐射与宽域雷达波强吸收特性,从而达到可见光-红外-雷达多波段兼容智能隐身功能。
实施例3 可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料
由单屏透明状图案化频率选择表面FSS、高透明宽域低辐射结构DSD、电致变色膜系结构ED三大部分呈多层膜系结构型式堆叠构成,如图9所示,其堆叠结构形式为FSS/DSD/ED。利用图案化频率选择表面与膜系结构横截面的耦合作用,集成透射诱导、红外禁带、电路谐振、电致变色等多种综合效应,实现电致变色高透光、中远红外高反射、雷达波强吸收等多功能一体化的多波段兼容隐身效果。
所述频率选择表面FSS是实现雷达波电磁谐振损耗效应的,是通过以下方法制备得到的:在1 mm厚度的ITO透明状电阻薄膜表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片。周期性图案的形状为圆形,半径2 mm,单元间隙距为0.2 mm,方阻50Ω/sq。
所述高透明宽域低辐射结构DSD即是实现高透明红外低辐射型功能层,还是超材料吸波体的电磁损耗介质层。由基底和涂覆在基底表面的膜层构成,基底为0.2 mm厚度的PDMS高透明柔性基底。膜层的结构为DSD,电介质层D的材料为Al2O3,厚度为30 nm;功能层S的材料为金属Ag材料,厚度为10 nm。制备时,在基底表面采用真空蒸发镀膜工艺镀制“电介质层D-功能层S-电介质层D”三明治型膜系结构。
所述电致变色膜系结构ED能在电场控制下实现智能变色功能,其自上而下依次由0.15 mm厚度的透明状ATO导电薄膜电极层、100 nm厚度的MoO3薄膜电致变色层、200 nm厚度的聚丙烯酸基质凝胶电解质层和0.15 mm厚度的透明状ATO导电薄膜电极层构成。
模拟计算分析该隐身膜系结构中的FSS/DSD部份在0.38~0.8μm可见光波段的透过率,如图10所示,其3~15μm中远红外波段的反射率如图11所示。由图10可见,该新型膜系结构在0.38~0.78μm整个可见光波段的透射率均大于50%,且平均透过率为85.07%。这说明频率选择表面FSS、宽域低辐射结构DSD的复合结构具有较高的透明特性,可使电致变色膜系结构的可见光色泽顺利能得以极高透射率方式显示。同时,由图11可见,该新型膜系结构在3~15μm中远红外波段的反射率都大于69%,且在整个中远红外波段的平均反射率为88.09%,因此具备覆盖中远红外窗口区域的宽域红外隐身能力。另外,电致变色膜系结构ED采用MoO3薄膜致变色层,能在电场控制下实现颜色由透明态→蓝色变化。因此,在不影响电致变色膜系结构ED的可见光智能变色视觉隐身的基础上抑制中远红外辐射,达到可见光与红外兼容隐身效果。此外,当电致变色膜系结构ED处于初始透明状态时,还可确保实现隐身结构FSS1/ED/FSS2/DSD也能处于透明状态。
模拟计算分析该隐身膜系结构FSS/DSD/ED的雷达波段吸收率,如图12所示,可在8.4~11.4 GHz与13~17.5 GHz两个区段的宽频域范围内实现雷达波强吸收,利于抑制雷达散射特性,实现雷达隐身效果。
综上,该FSS/DSD/ED隐身结构在电场控制作用下可实现透明态与色彩之间的可逆性变色过程的高透光显示,同时还兼具宽域红外低辐射与宽域雷达波强吸收特性,从而达到可见光-红外-雷达多波段兼容智能隐身功能。
实施例4 可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料
由单屏透明状图案化频率选择表面FSS、高透明宽域低辐射结构DSD、电致变色膜系结构ED三大部份呈多层膜系结构型式堆叠构成,如图13所示,其堆叠结构形式为FSS/ED/DSD。利用双层图案化频率选择表面与膜系结构横截面的耦合作用,集成透射诱导、红外禁带、电路谐振、电致变色等多种综合效应,实现电致变色高透光、中远红外高反射、雷达波强吸收等多功能一体化的多波段兼容隐身效果。
所述频率选择表面FSS是实现雷达波电磁谐振损耗效应的,是通过以下方法制备得到的:在0.2 mm厚度的PET-ITO柔性透明状电阻薄膜表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片。周期性图案为五角星,端点与中心的距离为2mm,单元间隙距为0.5 mm,方阻80 Ω/sq。
所述电致变色膜系结构ED能在电场控制下实现智能变色功能,也在一定程度上兼具电磁损耗介质层,其自上而下依次由0.2 mm厚度的FTO半导体刚性透明电极、100 nm厚度的聚苯胺电致变色层、200 nm厚度的聚苯乙烯磺酸盐基质凝胶电解质层和1.3 mm厚度的FTO半导体刚性透明电极构成。
所述高透明宽域低辐射结构DSD即是实现高透明红外低辐射型的功能层,还是超材料吸波体的电磁损耗介质层。由基底和涂覆在基底表面的膜层构成,基底为0.2 mm厚度的高透明ITO玻璃基底。膜层的结构为DSD,电介质层D的材料为TiO2,厚度为50 nm;功能层S的材料为金属Au薄膜材料,厚度为10 nm。制备时,在基底表面采用磁控溅射工艺制备“电介质层D-功能层S-电介质层D”三明治型膜系结构。
因频率选择表面FSS是在PET-ITO柔性电阻膜表面刻蚀周期性图案,其自身具备高透明特性,所以完全有能力确保电致变色膜系结构ED的色泽变化能以较高透射水平显示。电致变色膜系结构ED的电致变色层采用聚苯胺薄膜,可在电场控制下可在黄色、绿色、蓝色和黑色这些颜色之间产生变化。同时,模拟分析隐身结构中电致变色膜系结构的下端DSD部分在0.38~0.8μm可见光波段的透过率如图14所示,在整个可见光波段的平均透射率为85.96%,同样具有较高的透明特性。
模拟计算分析该新型隐身膜系结构在3~15μm中远红外波段的反射率,如图15所示,其雷达波段的吸收率如图16所示。由图15可见,该新型隐身结构在3~15μm中远红外波段的反射率都大于67 %,且在整个中远红外波段的平均反射率为87 %,因此具备覆盖中远红外窗口区域的宽域红外隐身能力。同时,由图16可见,该隐身结构在8.7~12 GHz与13~17 GHz两雷达波区段内的宽域强吸收,从而实现减弱装备暴露的雷达目标特性,达到雷达隐身效果。
综上,该FSS/ED/DSD隐身结构在电场控制作用下可实现可逆性变色过程的高透视显示,同时还兼具宽域红外低辐射与宽域雷达波强吸收特性,从而达到可见光-红外-雷达多波段兼容智能隐身功能。
给本领域技术人员提供上述实施例,以完全公开和描述如何实施和使用所主张的实施方案,而不是用于限制本文公开的范围。对于本领域技术人员而言显而易见的修饰将在所附权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于,其结构是由以下三部分构成的:
A.单屏FSS,或双屏FSS1与FSS2的透明状图案化频率选择表面;
B.高透明宽域低辐射结构DSD;
C.电致变色膜系结构ED;
这三部分自上而下堆叠的结构形式为以下四种之一:①FSS1/DSD/FSS2/ED,②FSS1/ED/FSS2/DSD,③FSS/DSD/ED,④FSS/ED/DSD;
所述透明状图案化频率选择表面是通过以下方法制备得到的:在柔性薄膜或半导体玻璃介质材料电阻膜表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片;
所述高透明宽域低辐射结构DSD是由基底和涂覆在基底表面的膜层构成的,其中,膜层的结构为DSD,电介质层D的材料选自ZnS、Al2O3、MgO、TiO2、SiO2,厚度为20~50 nm;功能层S的材料选自ITO、AZO、FTO、ATO,厚度为0.5~1 mm;或功能层S的材料选自Ag、Au、Cu等金属薄膜材料,厚度为10~20 nm;
所述电致变色膜系结构ED是由透明状半导体电极层、电致变色层、凝胶电解质层和透明状半导体电极层构成的;所述半导体电极层的厚度为0.1~1.5 mm;所述电致变色层的厚度为50~100 nm;所述凝胶电解质层的厚度为100~200 nm。
2.根据权利要求1所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于:所述柔性薄膜选自PET-ITO;所述半导体玻璃介质材料电阻膜选自ITO、FTO。
3.根据权利要求1所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于:所述周期性图案的形状选自圆形、正方形、五角星;所述周期性图案的特征尺寸为0.5~5 mm,各贴片单元之间的间隙距为0.2~0.5 mm,方阻为10~80 Ω/sq。
4.根据权利要求1所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于:所述基底的材料选自PET、ITO、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、PET-ITO。
5.根据权利要求1所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于:所述半导体电极层的材料选自PET-ITO、ITO、FTO、ATO;
所述电致变色层的材料选自PANI-WO3、WO3、MoO3、聚苯胺;
所述凝胶电解质层的材料选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸盐。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于,其结构为:FSS1/DSD/FSS2/ED;
所述频率选择表面FSS1与FSS2是通过以下方法制备得到的:在0.2 mm厚度的PET-ITO复合柔性透明状电阻薄膜表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片;FSS1的周期性图案的形状为圆形,半径为2 mm,各贴片单元之间的间隙距为0.2 mm,方阻为30 Ω/sq;FSS2的周期性图案的形状为五角星,端点与中心的距离为2 mm,各贴片单元之间的间隙距为0.2 mm,方阻为10 Ω/sq;
所述高透明宽域低辐射结构DSD由基底和涂覆在基底表面的膜层构成,基底为0.2 mm厚度的PET高透明柔性基底;膜层的结构为DSD,电介质层D的材料为SiO2,厚度为25 nm;功能层S的材料为AZO,厚度为1 nm;
所述电致变色膜系结构ED自上而下依次由0.15 mm厚度的透明状PET-ITO柔性导电薄膜电极层、80 nm厚度的PANI-WO3复合薄膜电致变色层、150 nm厚度聚甲基丙烯酸甲酯基质凝胶电解质层和0.15 mm厚度的透明状PET-ITO柔性导电薄膜电极层构成。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于,其结构为:FSS1/ED/FSS2/DSD;
所述频率选择表面FSS1与FSS2是通过以下方法制备得到的:在0.5 mm厚度的AZO半导体刚性透明玻璃表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片;FSS1的周期性图案的形状为正方形,边长4 mm,单元间隙距为0.5 mm,方阻50Ω/sq;FSS2的周期性图案的形状为五角星,端点与中心的距离为2 mm,单元间隙距为0.5 mm,方阻10Ω/sq;
所述电致变色膜系结构ED自上而下依次由0.5 mm厚度的FTO半导体刚性透明电极、50nm厚度的WO3薄膜电致变色层、100 nm厚度的聚偏二氟乙烯基质凝胶电解质层和1 mm厚度的FTO半导体刚性透明电极构成;
所述高透明宽域低辐射结构DSD基底和涂覆在基底表面的膜层构成,基底为0.2 mm厚度的高透明ITO玻璃基底;膜层的结构为DSD,电介质层D的材料为ZnS,厚度为30 nm;功能层S的材料为Cu,厚度为12 nm。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于,其结构为:FSS/DSD/ED;
所述频率选择表面FSS是通过以下方法制备得到的:在1 mm厚度的ITO透明状电阻薄膜表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片;周期性图案的形状为圆形,半径2 mm,单元间隙距为0.2 mm,方阻50Ω/sq;
所述高透明宽域低辐射结构DSD由基底和涂覆在基底表面的膜层构成,基底为0.2 mm厚度的PDMS高透明柔性基底;膜层的结构为DSD,电介质层D的材料为Al2O3,厚度为30 nm;功能层S的材料为Ag,厚度为10 nm;
所述电致变色膜系结构ED自上而下依次由0.15 mm厚度的透明状ATO导电薄膜电极层、100 nm厚度的MoO3薄膜电致变色层、200 nm厚度的聚丙烯酸基质凝胶电解质层和0.15 mm厚度的透明状ATO导电薄膜电极层构成。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料,其特征在于,其结构为:FSS/ED/DSD;
所述频率选择表面FSS是通过以下方法制备得到的:在0.2 mm厚度的PET-ITO柔性透明状电阻薄膜表面,采用激光刻蚀技术刻蚀周期性图案形成周期性排列的贴片;周期性图案为五角星,端点与中心的距离为2 mm,单元间隙距为0.5 mm,方阻80 Ω/sq;
所述电致变色膜系结构ED自上而下依次由0.2 mm厚度的FTO半导体刚性透明电极、100nm厚度的聚苯胺电致变色层、200 nm厚度的聚苯乙烯磺酸盐基质凝胶电解质层和1.3 mm厚度的FTO半导体刚性透明电极构成;
所述高透明宽域低辐射结构DSD由基底和涂覆在基底表面的膜层构成,基底为0.2 mm厚度的高透明ITO玻璃基底;膜层的结构为DSD,电介质层D的材料为TiO2,厚度为50 nm;功能层S的材料为Au,厚度为10 nm。
10.权利要求1~9中任一项所述的可见光雷达红外多波段兼容智能隐身材料在制备隐身装备中的应用。
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