成果简介

光吸收材料在光学产品、军事等方面具有重要作用，目前使用的光吸收材料多为有机材料或含炭黑材料，结构比较脆弱，对环境和使用条件敏感，高温性能差，而且失效后会产生剥离，导致光吸收性能下降，同时还会污染仪器设备。因此开发各种环境下具有高稳定性的光吸收涂层具有较大的应用意义。虽然陶瓷的力学化学性能相对稳定，但通常光吸收陶瓷薄膜的光吸收波长范围较窄，光吸收率也不高。通过改变陶瓷微结构可以提高吸光率、拓宽光吸收范围。 中国科学院宁波材料技术与工程研究所科研人员开发出一种超黑高稳定性宽频谱光吸收涂层技术。该技术采用反应磁控溅射方法在基材表面制备的超黑TiAlN涂层，该涂层具有精巧的纳米柱状结构，柱状晶直径约为50nm，晶界宽度约17nm，光线在柱状晶之间多次反射提高吸收率；纳米柱表面为锥形劈尖结构，可以有效地捕获引导入射光进入柱状晶界面；底层为层状结构，有利于提高其在各种基体材料上的附着力。经测试，在200nm~2500nm宽频谱范围内具有三棱锥顶部的纳米柱状结构的TiAlN膜的光吸收率为0.85。在纳米柱状晶TiAlN黑膜顶层制备一层SiO2减反射涂层，可进一步提高吸收率至0.92。采用多层Cu/TiAlN/TiAlON/TiO2-SiO2的黑膜-减反膜串联结构，光吸收率可提高到0.95以上，在可见光范围内光吸收率达到0.99。该光吸收膜在350℃~550℃温度下仍具有较高的稳定性，基底材料适用范围包括金属、半导体、陶瓷、高分子等大多数常见材料。

技术优势

基体：铝、钢、钛、铜、陶瓷、尼龙、聚四氟乙烯等部件均适用，以下指标以铜制试样为例 200-2500nm平均光吸收A：=0.89（单层膜，膜厚1um） 可见光范围平均光吸收A：>0.95（单层膜，膜厚1um；双层膜A：>0.99） 200-2500nm平均发射率E：=0.87 面密度：3-4g/m2 厚度：0.9-1.1m 高低温冲击(高温保持200℃，保持5min；直接淬到液氮：-196℃，保持5min)：>10次循环无剥落、无裂纹 表面硬度：纳米压入法测量：1.55GPa； 维氏硬度：61-64Hv 紫外老化：72h性能无变化 表面电阻率：>109 ohm·m（可通过表面功能层调节电阻，降低表面电荷聚集） 击穿电压：>800 V

应用市场

耐高温超黑光吸收涂层可以吸收照相机、望远镜、光谱仪等光学仪器的杂散光，获得高清晰的图像。红外成像、紫外成像则可以获得被观察物体的更多信息，在军事上用途很广，光学追踪光学侦查等都需要开发全波段范围的高性能光吸收材料。

知识产权

ZL 201210063873.8 一种太阳能选择性吸收涂层及其制备方法和应用

PCT/CN2018/101468 一种光吸收镀膜、其制备方法及应用

合作模式

批量供货,技术转让,合作开发,委托开发,咨询服务

相关图片

中科院宁波材料所