多孔结构高吸收涂层的制备与性能研究

摘要

随着科学技术的发展，空间科学探测、军事侦察测绘、民用导航遥感等对卫星定位精度和成像精度的要求越来越高，从而对发展高精度的卫星光学成像系统提出了更高的要求，但是光学系统中的杂散光影响星敏感器、空间相机等对弱光成像系统的检测，造成整星定位及成像精度的下降。所以本论文针对减弱光学系统中杂散光的高吸收涂层的设计与制备展开了一系列的工作。
　　本文以现有的传统高吸收涂层为切入点，根据传统高吸收涂层利用炭黑作为吸光剂，有机硅树脂作为粘结剂，两者组成结构较为致密的吸收涂层，然而致密的吸收涂层与空气具有折射率突变，折射率突变会在涂层-空气界面形成较高的表面反射，这一情况限制了传统吸收涂层的发展，根据这一问题，首先，通过向传统高吸收涂层中引入密度依次降低的二氧化硅微球、气相二氧化硅、二氧化硅气凝胶用于改变内部结构，低密度的添加物可以增加涂层的孔隙率，降低涂层原有的折射率，从而降低涂层-空气界面折射率差，减小了光线在涂层表面的反射率，提高了涂层对杂散光的吸收，通过引入二氧化硅气凝胶制备吸收涂层的太阳吸收比达到0.978。
　　然后，在上述工作的基础上通过改变吸收剂的结构来增加涂层的孔隙率，将碳空心微球代替炭黑作为吸光剂，利用硅树脂进行交联制备吸收涂层，考察碳空心微球的添加量、包覆厚度、粒径对吸收涂层太阳吸收比的影响。通过引入碳空心微球，可进一步有效调节涂层的孔隙率，将吸收涂层的太阳吸收比提高到0.985。
　　最后，为了克服碳空心微球复杂的制备流程、不稳定的包覆厚度，降低实验成本，本文利用折射率接近于空气的碳纳米管代替炭黑，纤维状的碳纳米管可以作为硅树脂交联的基本骨架，碳纳米管与炭黑在对光线吸收能力等效，引入可被有机溶剂去除的聚苯乙烯微球调节吸收涂层的孔隙率，根据聚苯乙烯微球的添加量、粒径以及碳纳米管的添加量的差异，从而制备出太阳吸收比为0.985的碳纳米管/多孔硅树脂高吸收涂层。

目录

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2 高吸收涂层研究进展

1.3 主要研究内容

第2章 材料制备及分析方法

2.1 引言

2.2 实验材料与设备

2.3 测试方法

第3章 基于改性传统炭黑的吸收涂层

3.1 引言

3.2炭黑/硅树脂涂层的制备

3.3 炭黑/二氧化硅微球/硅树脂涂层的制备

3.4 炭黑/气相二氧化硅/硅树脂涂层的制备

3.5 炭黑/二氧化硅气凝胶/硅树脂涂层的制备

3.6 小结

第4章 基于碳空心微球/硅树脂高吸收涂层

4.1 引言

4.2 不同材料单分散微球的制备

4.3 碳空心微球/硅树脂高吸收涂层制备

4.4 小结

第5章 基于碳纳米管/多孔硅树脂高吸收涂层

5.1 引言

5.2 单分散聚苯乙烯微球的制备

5.3 碳纳米管的分散性处理

5.4 多孔硅树脂涂层的制备

5.5 碳纳米管/多孔硅树脂高吸收涂层制备

5.6 小结

结论

参考文献

声明

致谢