一种基于硅复合材料的红外/射频辐射频率选择装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于透射射频反射红外的器件，所述器件由硅复合材料制成；所述器件的厚度由公式得出，式中n＝1，2，3……；λ为射频入射波的波长；θ频入射波的入射角，ε为介电常数；所述器件的反射率>0.7。本发明所述技术方案，以具有透射射频辐射功能的硅复合材料为基底，采用高抛光工艺，获得对射频辐射具有透射功能、对红外辐射具有反射功能的器件，解决了现有技术中受镀膜工艺的限制不能加工大尺寸器件的问题。
【专利说明】
一种基于硅复合材料的红外/射频辐射频率选择装置及方 法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种红外/射频辐射频率选择方法。更具体地，涉及一种基于硅复合 材料的红外/射频辐射频率选择装置及方法。
【背景技术】
[0002] 在红外/射频复合仿真中，红外辐射和射频辐射要从不同方向同时进入红外/射 频复合传感器中，红外/射频辐射频率选择装置对红外频率的辐射具有反射功能，同时对 于射频频率的辐射具有透射功能，实现了辐射频率选择，使得红外频率的辐射和射频频率 的辐射复合在一起。现有的红外/射频辐射频率选择方法采用高分子材料为基底材料，在 基底上镀介质反射膜，这种方法受到镀膜工艺的限制，难以加工大尺寸的器件。
[0003] 因此，需要提供一种基于硅复合材料的红外/射频辐射频率选择装置及方法，以 具有透射射频辐射功能的硅复合材料为基底，采用高抛光工艺，对于射频辐射具有透射功 能，对于红外辐射具有反射功能，使得红外频率的辐射和射频频率的辐射复合在一起。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于硅复合材料的红外/射频辐射频率选 择方法，解决现有技术中受镀膜工艺的限制不能加工大尺寸器件的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案。
[0006] -种用于透射射频反射红外的器件，所述器件
[0007] 由硅复合材料制成；
[0008] 所述器件的厚度由公另
·得出，
[0009] 式中η = 1，2, 3……，λ为射频入射波的波长，Θ频入射波的入射角，ε为介电 常数；
[0010] 所述器件经过抛光后，反射率>〇· 7。
[0011] 优选的，所述硅复合材料包括氮化硅和氧化铝，该硅复合材料的介电常数〈〇. 8。
[0012] -种透射射频反射红外器件的制备方法，该方法包括：
[0013] 将氮化硅和氧化铝粉通过超声分散设备均匀分散，
[0014] 采用无水乙醇作为分散剂，氮化硅球为研磨介质，将氮化硅粉和氧化铝粉进行球 磨混合，混合后的料浆喷雾造粒；
[0015] 采用冷等静压以近样件净尺寸成型得到硅复合材料成型件；
[0016] 采用气氛压力烧结将所述成型件烧制出样件毛坯；
[0017] 对所述样件毛坯进行精密加工和镜面抛光得到所述透射射频反射红外的器件。
[0018] 优选的，所述该样件尺寸厚度的计算公式如下：
[0019]
[0020] 式中η = 1，2, 3......，λ为射频入射波的波长，Θ为频入射波的入射角，ε为介 电常数。
[0021] 优选的，所述通过改变氮化硅、氧化铝的配比制成的器件的介电常数〈8。
[0022] 本发明的有益效果如下：
[0023] 本发明所述技术方案，以具有透射射频辐射功能的硅复合材料为基底，采用高抛 光工艺，获得对射频辐射具有透射功能、对红外辐射具有反射功能的器件，解决了现有技术 中受镀膜工艺的限制不能加工大尺寸器件的问题。
【附图说明】
[0024] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明：
[0025] 图1示出本发明实施例中一种基于硅复合材料的红外/射频辐射的频率选择器件 示意图；
[0026] 图2示出本发明实施例中一种基于硅复合材料的红外/射频辐射频率选择器件制 作方法流程图。
【具体实施方式】
[0027] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说 明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具 体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0028] 如图1所示，本发明公开了一种基于硅复合材料的红外/射频辐射的频率选择器 件，该器件1由硅复合材料制成；该器件的厚度参数由下述公式可得
[0029]
⑴
[0030] 5： U)甲，n = ......，λ为射频入射波的波长，Θ为射频入射波的入射角， ε为介电常数；该器件经抛光后，反射率>0.7。制成该器件的硅复合材料包括氮化硅和氧 化铝，该复合材料的介电常数〈8。
[0031] 即基于硅复合材料的红外/射频辐射频率器件1，对红外频率2的辐射具有反射功 能，对射频频率3的辐射具有透射功能，使得红外频率2的辐射和射频频率3的辐射能够复 合在一起；
[0032] 在本实施例中，当η = 4,介电常数为0. 73,射频辐射的入射波长为8mm，射频辐射 的入射角为45°，所得到的该器件厚度为6. 9mm，射频辐射的透射率不小于90%，红外辐射 的反射率不小于70%。当η = 6,介电常数为0. 75,射频辐射的入射波长为8mm，射频辐射 的入射角为45°，所得到的该器件厚度为10. 23mm，射频辐射的透射率不小于90%，红外辐 射的反射率不小于70%。
[0033] 如图2所示，本发明还公开了一种基于硅复合材料的红外/射频辐射频率器件的 制作方法，该方法包括：
[0034] SI :选取原料。选取氮化硅、氧化铝粉为原料；通过改变氮化硅、氧化铝的配比制 成的器件的介电常数〈8 ;
[0035] S2、原材料研磨。将原料通过超声分散设备均匀分散后，采用无水乙醇作为分散 剂，氮化硅球为研磨介质，与氮化硅粉和氧化铝粉进行球磨混合，混合后的料浆在防爆式喷 雾设备中进行造粒；
[0036] S3、造粒成型。根据样件尺寸、成型烧成收缩率，设计计算样件成型模具，采用冷等 静压设备，设计成型的压力制度进行样件近净尺寸成型；
[0037] 该器件的厚度是由入射波长、介电常数等参数共同决定，公式如下：
[0038]
(2)
[0039] 式（2)中η = 1，2, 3......，λ为射频入射波的波长，Θ频入射波的入射角，ε为 介电常数；
[0040] S4、样件毛坯烧制。设计烧结工装，采用气氛压力烧结炉，设计烧结的温度制度及 压力制度，烧制出样件毛坯；
[0041] S5、样件毛坯精密加工。采用数控磨床对样件毛坯进行精密加工；
[0042] S6、样件精密抛光。采用抛光机及金刚石研磨膏，设计抛关机的转速及研磨膏粒 度，为了达到对红外辐射的反射，对样件进行镜面抛光，使该样件反射率>0. 7。
[0043] 综上所述，本发明所述技术方案以具有透射射频辐射功能的硅复合材料为基底， 采用高抛光工艺，对于射频辐射具有透射功能，对于红外辐射具有反射功能，使得红外频率 的辐射和射频频率的辐射复合在一起；解决了现有技术中受镀膜工艺的限制不能加工大尺 寸器件的问题。
[0044] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 一种用于透射射频反射红外的器件，其特征在于，所述器件由娃复合材料制成； 所述器件的厚度由公得出， 式中n= 1，2,3……，λ为射频入射波的波长，Θ频入射波的入射角，ε为介电常数； 所述器件经过抛光后，反射率〉〇. 7。2. 根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述娃复合材料包括氮化娃和氧化侣，该 娃复合材料的介电常数<8。3. -种如权利要求1所述器件的制备方法，其特征在于，该方法包括： 将氮化娃和氧化侣粉通过超声分散设备均匀分散， 采用无水乙醇作为分散剂，氮化娃球为研磨介质，将氮化娃粉和氧化侣粉进行球磨混 合，混合后的料浆喷雾造粒； 采用冷等静压W近样件净尺寸成型得到娃复合材料成型件； 采用气氛压力烧结将所述成型件烧制出样件毛巧； 对所述样件毛巧进行精密加工和镜面抛光得到所述透射射频反射红外的器件。4. 根据权利要求3所述的器件制备方法，其特征在于，所述该样件尺寸厚度的计算公 式如下：式中η= 1，2,3……，λ为射频入射波的波长，Θ为频入射波的入射角，ε为介电常 数。5. 根据权利要求3所述的器件制备方法，其特征在于，所述通过改变氮化娃、氧化侣的 配比制成的器件的介电常数<8。
【文档编号】C04B35/584GK105837225SQ201510016278
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月13日
【发明人】张盈, 刘天舒, 马静, 李超, 程龙, 费锦东
【申请人】北京仿真中心