高吸光涂層一般是指通過構(gòu)建納米級或微米級的結(jié)構(gòu),使涂層對指定波段入射光實(shí)現(xiàn)高吸收的一類材料。隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展,對于太空光學(xué)系統(tǒng)的精度提出了更高的要求。但由于雜散光的干擾,對光學(xué)系統(tǒng)成像精度造成了不利影響。所以本論文針對應(yīng)用于航天光學(xué)系統(tǒng)消除雜散光的高吸光涂層進(jìn)行了一系列的仿真模擬與實(shí)驗(yàn)研究。傳統(tǒng)高吸光涂層往往存在著太陽吸收比較低、與基底之間結(jié)合力較差、真空氣體釋放較高等問題。因此本文以材料實(shí)現(xiàn)高吸收的解決方案作為切入點(diǎn),以空心碳球作為填料構(gòu)建一種同時具有微米級陷光結(jié)構(gòu)和亞波長空心結(jié)構(gòu)的分級結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)對光的高吸收。通過時域有限差分法（FDTD）仿真模擬研究空心碳球的粒徑、碳?xì)ず穸纫约巴繉雍穸葘ξ庑阅艿挠绊憽ＤM結(jié)果表明粒徑小于200 nm、碳?xì)ず穸燃s為20 nm,且厚度大于15μm的空心碳球涂層具有最佳的吸光性能,太陽吸收比高于99%。并通過與不同碳結(jié)構(gòu)仿真模型吸光性能進(jìn)行對比,證實(shí)了空心碳球結(jié)構(gòu)對0.25-2.5μm范圍內(nèi)的入射光具有更加優(yōu)異的吸收能力。為制備出能夠應(yīng)用于航天光學(xué)系統(tǒng)太陽吸收比高于98%的高吸光涂層,對酚醛包覆聚苯乙烯（PS@RF）微球,空心碳球的煅燒及... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 高吸光涂層簡介
    1.3 高吸光材料的吸光機(jī)理
        1.3.1 微米級陷光結(jié)構(gòu)
        1.3.2 亞波長結(jié)構(gòu)
        1.3.3 薄膜干涉結(jié)構(gòu)
    1.4 高吸光涂層研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料的制備方法
        2.2.1 單分散聚苯乙烯微球的制備方法
        2.2.2 單分散酚醛樹脂包覆聚苯乙烯微球的制備
        2.2.3 單分散空心碳球的制備
        2.2.4 高吸光涂層的制備
    2.3 性能表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡分析
        2.3.2 氮?dú)馕摳椒治?br>        2.3.3 熱重分析
        2.3.4 太陽吸收比測試
        2.3.5 結(jié)合力性能測試
        2.3.6 接觸角測試分析
        2.3.7 熱循環(huán)性能測試
        2.3.8 真空紫外輻照實(shí)驗(yàn)
    2.4 理論計(jì)算
第3章 空心碳球高吸光涂層理論計(jì)算
    3.1 引言
    3.2 不同碳?xì)ず穸瓤招奶记虻姆抡婺M
        3.2.1 碳?xì)ず穸确抡婺Ｐ?br>        3.2.2 碳?xì)ず穸确抡娼Y(jié)果與討論
    3.3 不同粒徑空心碳球的仿真模擬
        3.3.1 粒徑仿真模型
        3.3.2 粒徑仿真結(jié)果與討論
    3.4 涂層厚度對吸光性能的影響
        3.4.1 涂層厚度仿真模型
        3.4.2 涂層厚度仿真結(jié)果與討論
    3.5 不同碳結(jié)構(gòu)仿真模擬
        3.5.1 碳結(jié)構(gòu)仿真模型
        3.5.2 碳結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果與討論
    3.6 本章小結(jié)
第4章 空心碳球高吸光涂層的制備與性能測試
    4.1 引言
    4.2 單分散空心碳球的制備及其優(yōu)化
        4.2.1 酚醛樹脂包覆過程優(yōu)化
        4.2.2 空心碳球煅燒過程優(yōu)化
        4.2.3 空心碳球研磨過程優(yōu)化
    4.3 空心碳球高吸光涂層的制備
        4.3.1 硅樹脂高吸光涂層
        4.3.2 氟樹脂高吸光涂層
        4.3.3 醇醛樹脂與氯醋樹脂高吸光涂層
        4.3.4 實(shí)心碳球氟樹脂涂層的制備
    4.4 高吸光涂層的性能測試
        4.4.1 涂層熱循環(huán)性能測試
        4.4.2 涂層真空氣體釋放性能測試
        4.4.3 真空紫外輻照試驗(yàn)
        4.4.4 高吸光涂層空心結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
        4.4.5 疏水性測試
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3197074