本發(fā)明屬于紅外隱身材料，具體涉及一種鎂鋁尖晶石微納米纖維及其制備方法和紅外隱身應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)以及探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)、紅外、激光和可見光等探測(cè)手段都會(huì)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)上的武器裝備構(gòu)成威脅。其中，紅外探測(cè)是目前一種重點(diǎn)發(fā)展的探測(cè)技術(shù)，并隨著高探測(cè)精度、高分辨率的紅外探測(cè)器的不斷問(wèn)世而快速發(fā)展，對(duì)軍事設(shè)施和武器裝備，尤其是具有高功率發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器、艦艇和作戰(zhàn)車等裝備產(chǎn)生了極大的威脅。為了提高武器裝備的作戰(zhàn)和生存能力，研制紅外隱身材料具有重要意義。鎂鋁尖晶石(mgal2o4)是一種重要的ab2o4等軸晶系化合物，具有面心立方點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，屬于oh7(fd3m，227)空間群。mgal2o4的硬度高(莫氏硬度8.0)、耐腐蝕性好，光學(xué)各向同性，不存在雙折射，從紫外到中紅外波段(0.25～5.5μm)具有很高的透過(guò)率，是一種具有出色機(jī)械性能和優(yōu)異光學(xué)性能的透明陶瓷材料，在導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)窗口材料、透明防彈裝甲以及船舶、潛艇紅外傳感器中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在高純、粒徑分布窄等高性能鎂鋁尖晶石粉體的制備，其在紅外隱身方面具有一定的能力，但仍有較大提升的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鎂鋁尖晶石微納米纖維及其制備方法和紅外隱身應(yīng)用。本發(fā)明提供的制備方法制得的鎂鋁尖晶石微納米纖維具有獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu)，紅外發(fā)射率低，可作為一種更為優(yōu)異的紅外隱身材料。

2、為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種鎂鋁尖晶石微納米纖維的制備方法，包括以下步驟：

4、s1、將硝酸鋁、硝酸鎂、檸檬酸溶于水中，調(diào)節(jié)所得溶液的ph至6.5～7.5，反應(yīng)至少10h，然后濃縮至粘稠溶膠狀；

5、s2、將s1所得粘稠溶膠狀反應(yīng)物與pvp的冰醋酸溶液混合均勻，使混合所得溶液中的pvp濃度為0.35～0.45g/ml，得紡絲前驅(qū)液；

6、s3、將所述紡絲前驅(qū)液進(jìn)行靜電紡絲，電壓為16～18kv，針頭為22#不銹鋼針頭，針頭與接收板之間的距離為14～16cm，制得mgal2o4/pvp復(fù)合纖維；

7、s4、將所述mgal2o4/pvp復(fù)合纖維以0.8～1.2℃/min的速率升溫至650～800℃煅燒2h，然后自然冷卻至室溫。

8、本發(fā)明所提供的制備方法能夠制得直徑為200～700nm的鎂鋁尖晶石微納米纖維，所得鎂鋁尖晶石微納米纖維表面光滑，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的鎂鋁尖晶石粉體具有獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu)，使其產(chǎn)生了有別于粉體材料的特異性能，可作為一種更為優(yōu)異的低紅外發(fā)射率的紅外隱身材料。

9、在該制備方法中，s2中pvp的濃度確保所得復(fù)合纖維的形貌為圓形且表面光滑、粗細(xì)均勻，pvp濃度過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致復(fù)合纖維中會(huì)存在較多“紡錘”，pvp濃度過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致纖維黏連。

10、在s4中650℃以上的加熱條件下，復(fù)合纖維中的pvp、硝酸根、醋酸根基團(tuán)、殘留的溶劑以及其他揮發(fā)物均被出去，形成純的尖晶石結(jié)構(gòu)的mgal2o4，且隨著煅燒溫度的升高，mgal2o4晶粒尺寸增大，結(jié)晶度提高，晶體結(jié)構(gòu)也越趨完整。

11、結(jié)合第一方面，硝酸鋁、硝酸鎂、檸檬酸的摩爾比為2：1：4。

12、結(jié)合第一方面，s1中用氨水調(diào)節(jié)所得溶液的ph。

13、結(jié)合第一方面，s2中pvp濃度優(yōu)選為0.4g/ml，以獲得更好的形貌。

14、結(jié)合第一方面，s3中電壓優(yōu)選采用17kv，針頭與接收板之間的距離優(yōu)選采用15cm。

15、結(jié)合第一方面，s4中煅燒的溫度為650～750℃。

16、第二方面，本發(fā)明還提供了一種鎂鋁尖晶石微納米纖維，按上述制備方法制成。

17、第三方面，本發(fā)明提供上述鎂鋁尖晶石微納米纖維在制備紅外隱身材料中的應(yīng)用。以上述方法制得的鎂鋁尖晶石微納米纖維直徑為200～700nm，表面光滑，具有較高的紅外透過(guò)率，可作為一種更為優(yōu)異的低紅外發(fā)射率的紅外隱身材料。

18、第四方面，本發(fā)明提供一種紅外隱身材料，其原料包括上述鎂鋁尖晶石微納米纖維。

19、結(jié)合第四方面，所述紅外隱身材料包括薄膜和涂料。上述鎂鋁尖晶石微納米纖維可制成具有優(yōu)異光學(xué)性能的薄膜，也可以制成涂料，通過(guò)噴涂、涂刷等方式覆在物體表面以達(dá)到紅外隱身效果。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

21、本發(fā)明采用靜電紡絲技術(shù)結(jié)合熱處理工藝制備了鎂鋁尖晶石微納米纖維，所得鎂鋁尖晶石微納米纖維直徑為200～700nm，表面光滑，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的鎂鋁尖晶石粉體，該鎂鋁尖晶石微納米纖維具有獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu)，可作為一種更為優(yōu)異的低紅外發(fā)射率的紅外隱身材料，在武器裝備隱身、航空航天、化工等領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種鎂鋁尖晶石微納米纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，硝酸鋁、硝酸鎂、檸檬酸的摩爾比為2：1：4。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1中用氨水調(diào)節(jié)所得溶液的ph。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，s2中pvp濃度為0.4g/ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，s3中電壓為17kv，針頭與接收板之間的距離為15cm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，s4中煅燒的溫度為650～750℃。

7.一種鎂鋁尖晶石微納米纖維，其特征在于，按權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的制備方法制成。

8.權(quán)利要求7所述的鎂鋁尖晶石微納米纖維在制備紅外隱身材料中的應(yīng)用。

9.一種紅外隱身材料，其特征在于，其原料包括權(quán)利要求7所述的鎂鋁尖晶石微納米纖維。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紅外隱身材料，其特征在于，所述紅外隱身材料包括薄膜和涂料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于紅外隱身材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂鋁尖晶石微納米纖維及其制備方法和紅外隱身應(yīng)用。本發(fā)明提供的鎂鋁尖晶石微納米纖維采用靜電紡絲技術(shù)結(jié)合熱處理工藝進(jìn)行鎂鋁尖晶石微納米纖維的制備，通過(guò)對(duì)PVP濃度等參數(shù)的控制，使制得的鎂鋁尖晶石微納米纖維具有獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu)，可作為一種更為優(yōu)異的低紅外發(fā)射率的紅外隱身材料，在武器裝備隱身、航空航天、化工等領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：趙芳,程兆剛,潘曉東,張翼飛,韓凱,王凌英,趙冉,孫立明,韓校粉,蘇寧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)人民解放軍陸軍工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2