針對(duì)空間光學(xué)系統(tǒng)中的雜散光抑制難題,設(shè)計(jì)并制備了基于空心碳球(HCS)的超黑涂層。對(duì)涂層的顏基比進(jìn)行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)在最佳顏基比1∶2的條件下,可獲得高達(dá)0.983的太陽(yáng)吸收比,結(jié)合力等級(jí)為2級(jí),符合應(yīng)用要求。研究表明:在涂層成膜過(guò)程中,黏合劑并未進(jìn)入HCS中空部分,保留的亞波長(zhǎng)小孔可有效降低涂層表觀折射率,從而降低涂層在太陽(yáng)波段上的反射率;HSC團(tuán)聚形成的顆粒有助于涂層形成微米級(jí)陷光結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高涂層的太陽(yáng)吸收比。

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【部分圖文】：

圖1超黑涂層原理

超黑涂層原理如圖1所示。由于涂層粗糙的表面結(jié)構(gòu)，到達(dá)涂層表面的入射光大部分將會(huì)被反射進(jìn)入涂層的“凹坑”結(jié)構(gòu)，并在其中經(jīng)過(guò)多次反射和吸收，同時(shí)，HCS引入的亞波長(zhǎng)微孔可降低涂層的表觀折射率，從而進(jìn)一步降低涂層整體的反射率。1實(shí)驗(yàn)部分

圖2HCS合成階段示意圖

向反應(yīng)器中加入500mL超純水、2gSiO2微球、20mLCTAB溶液（0.01mol/L）和3mL氨水溶液（14mol/L），攪拌5min，同時(shí)將溶解有2g間苯二酚的20mL水和25mL甲醛溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%）緩慢加入反應(yīng)器中，在室溫下攪拌15h。間苯....

圖3HCS合成各階段制得微球的微觀形貌

對(duì)HCS合成各階段得到的微球表面形貌進(jìn)行表征。圖3(a）為SiO2微球的SEM照片，SiO2微球單分散性較好，直徑約173nm；圖3(b）為SiO2@RF微球的SEM照片，得到的SiO2@RF微球球形度高，粒徑均一，說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程是均勻包覆的；圖3(c）為SiO2@C微球的SEM....

圖4實(shí)心碳球涂層與不同顏基比HCS涂層的反射光譜圖

將制得的HCS與氟樹(shù)脂溶液按不同比例混合均勻，噴涂在基底鋁片上，室溫下固化得到不同顏基比的HCS涂層。如圖4所示，當(dāng)P/B為1∶10時(shí)，太陽(yáng)反射比為3.68%，太陽(yáng)吸收比為96.32%。隨著P/B的增大，涂層太陽(yáng)吸收比不斷增加。當(dāng)P/B增大到1∶2時(shí)，太陽(yáng)反射比為1.63%，太陽(yáng)....

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