一种钙钛矿型低红外发射材料及其制备方法

本发明属于低红外发射材料领域，涉及一种钙钛矿型低红外发射材料及其制备方法。

背景技术：

1、在低红外发射场景中需要降低或改变目标的红外辐射特征，从而使红外探测设备难以发现或被探测几率降低。根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律：e＝εδt4，式中：e为温度t下的红外辐射度，δ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，ε为物体温度t下的红外发射率。由上式可知，红外辐射度与发射率和温度的4次方成正比，温度的上升导致热端部位的红外辐射度进一步增加，更加容易被红外探测器发现。随着飞行器发动机推重比的增加，飞行器的蒙皮与空气摩擦，温度可达到100-600℃，尤其尾喷管的温度在600℃及以上，所以通过控温来降低红外辐射度具有一定难度，一般采用表面涂覆低红外发射率材料的方法有效降低高温部位的红外辐射度。因此，在高温环境下满足低红外发射率要求的材料亟需设计和研制，以进一步完善高温红外隐身材料体系。

2、目前高温低红外发射率材料主要有：金属、光子晶体、超表面以及无机氧化物等材料，其中，al，cu，ag等金属在常温下具有理想的红外发射率，但并不适用于高温应用环境，因为高温环境下金属表面会被氧化和腐蚀，红外发射率将迅速升高，致使红外隐身特性失效；光子晶体和超表面是人工合成的新型红外隐身材料，该两类材料虽然有着极低的发射率，但是工作温度低，也不适合在高温环境下使用；无机氧化物类材料例如氧化铈，氧化锌和氧化锆基材料具有高熔点，在高温环境中不易氧化等优点，但是红外探测器的工作波段是3-5μm和8-14μm，而以上无机氧化物类材料只能满足在3-5μm波段的低红外发射，无法兼顾双波段的低红外发射需求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种钙钛矿型低红外发射材料，该材料可以实现高温下3-5μm和8-14μm双波段的低红外发射率。

2、本发明还提供了一种钙钛矿型低红外发射材料的制备方法，该方法可以成功制备上述钙钛矿型低红外发射材料。

3、本发明还提供一种耐高温的低红外发射制件，由于该制件的制备原料包括上述钙钛矿型低红外发射材料，因此，其在高温环境(如600℃)中可以实现3-5μm和8-14μm双波段的低红外发射率。

4、第一方面，本发明提供一种钙钛矿型低红外发射材料，所述钙钛矿型低红外发射材料在600℃下，3-5μm波段的红外发射率为0.3-0.5，所述钙钛矿型低红外发射材料在600℃下，8-14μm波段的红外发射率为0.2-0.4。

5、优选地，所述钙钛矿型低红外发射材料为掺杂型钴酸镧材料。

6、优选地，所述钙钛矿型低红外发射材料的化学组成为：(laxba1-x)coo3，其中，0.4≤x≤0.6。

7、优选地，所述钙钛矿型低红外发射材料的化学组成为：(mareblac)coo3，其中，re为ce、sm、eu、gd、dy、nd中的至少一种，m为ca、sr、ba中的至少两种，且re和m之和不多于四种，0.15≤a≤0.65，0.35≤b+c≤0.85，a+b+c＝1。

8、第二方面，本发明提供一种上述钙钛矿型低红外发射材料的制备方法，包括以下步骤：

9、将包括la源、m源、re源和co源的混合粉体在1100-1350℃保温2-8h，获得所述钙钛矿型低红外发射材料。

10、优选地，上述制备方法，具体包括以下步骤：将包括la源、m源、re源和co源的混合粉在800-1000℃保温2-8h，获得预烧产物；所述预烧产物再升温至1100-1350℃，保温2-10h，获得所述钙钛矿型低红外发射材料。

11、优选地，所述混合粉体通过包括以下过程的方法获得：

12、将包括la源、m源、re源和co源的固体粉末混合后进行球磨处理10-30h，烘干处理后过150-200目筛，获得所述混合粉体。

13、第三方面，本发明提供一种耐高温的低红外发射制件，其制备原料包括上述的钙钛矿型低红外发射材料。

14、本发明所提供的钙钛矿型低红外发射材料能在600℃的温度环境下，实现3-5μm和8-14μm双波段的低红外发射率，因此适合用于高温环境下的低红外发射场景。

技术特征：

1.一种钙钛矿型低红外发射材料，其特征在于，所述钙钛矿型低红外发射材料在600℃下，3-5μm波段的红外发射率为0.3-0.5，所述钙钛矿型低红外发射材料在600℃下，8-14μm波段的红外发射率为0.2-0.4。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿型低红外发射材料，其特征在于，所述钙钛矿型低红外发射材料为掺杂型钴酸镧材料。

3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿型低红外发射材料，其特征在于，所述钙钛矿型低红外发射材料的化学组成为：(laxba1-x)coo3，其中，0.4≤x≤0.6。

4.根据权利要求1或2所述的钙钛矿型低红外发射材料，其特征在于，所述钙钛矿型低红外发射材料的化学组成为：(mareblac)coo3，其中，m为ca、sr、ba中的至少两种，re为ce、sm、eu、gd、dy、nd中的至少一种，且re和m之和不多于四种，0.15≤a≤0.65，0.35≤b+c≤0.85，a+b+c＝1。

5.一种如权利要求1-4任一所述的钙钛矿型低红外发射材料的制备方法，其特征在于，将包括la源、m源、re源和co源的混合粉体在1100-1350℃保温2-8h，获得所述钙钛矿型低红外发射材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合粉体通过包括以下过程的方法获得：

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将包括la源、m源、re源和co源的混合粉在800-1000℃保温2-8h，获得预烧产物；所述预烧产物再升温至1100-1350℃，保温2-10h，获得所述钙钛矿型低红外发射材料。

8.一种耐高温的低红外发射制件，其特征在于，其制备原料包括权利要求1-4任一所述的钙钛矿型低红外发射材料。

技术总结本发明提供一种钙钛矿型低红外发射材料及其制备方法，所述钙钛矿型低红外发射材料在600℃下，3‑5μm波段的红外发射率为0.3‑0.5，所述钙钛矿型低红外发射材料在600℃下，8‑14μm波段的红外发射率为0.2‑0.4。本发明所提供的钙钛矿型低红外发射材料实现在高温环境下3‑5μm和8‑14μm双波段低发射率，适合用于高温环境下低红外发射场景。技术研发人员：王一光,任科,郭锦程,陈彦飞受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2