【摘 要】
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硼化铪（HfB2）作为超高温导电陶瓷材料,具有高熔点、高电导率、化学性质稳定等优异特性,有望应用于红外隐身领域。目前国内外对于HfB2的研究主要集中在耐高温、抗氧化、抗热震、耐腐蚀、抗烧蚀等性能,而在红外隐身材料领域研究鲜有报道。本文以HfB2薄膜为研究对象,围绕薄膜的制备工艺、导电性能与红外辐射特性开展相关研究工作。研究内容如下:1.以HfB2第一性原理计算为基础,结合Drude-Lorentz
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硼化铪（HfB2）作为超高温导电陶瓷材料,具有高熔点、高电导率、化学性质稳定等优异特性,有望应用于红外隐身领域。目前国内外对于HfB2的研究主要集中在耐高温、抗氧化、抗热震、耐腐蚀、抗烧蚀等性能,而在红外隐身材料领域研究鲜有报道。本文以HfB2薄膜为研究对象,围绕薄膜的制备工艺、导电性能与红外辐射特性开展相关研究工作。研究内容如下:1.以HfB2第一性原理计算为基础,结合Drude-Lorentz色散模型对HfB2材料的红外低发射率特性进行探究。使用Materials Studio软件模拟HfB2晶体的电子结构和光学性质。对HfB2的能带结构和态密度进行计算得出HfB2具有类金属导电性;对HfB2晶体在（100）和（001）方向的复介电函数、复折射率、反射函数等进行计算发现HfB2晶体表现出强反射特性和各向异性。结合Drude-Lorentz色散模型,在红外低能量区域对HfB2材料的等离子体频率与阻尼因子进行调控,发现提高自由电子浓度和降低电子散射可以降低HfB2材料的红外发射率。2.研究溅射功率、薄膜厚度对HfB2薄膜红外辐射性能的影响。通过调控HfB2薄膜的电阻率,可以降低HfB2薄膜的发射率,制备的HfB2薄膜平均发射率为0.15,表现出了较为优异的低发射率特性。3.研究了Si基底粗糙度对不同厚度的HfB2薄膜的红外辐射性能的影响。发现随着粗糙度的增加,HfB2薄膜在保持低红外发射率（＜0.28）的同时,镜面反射率由0.85降低至0.36（λ=10.6μm）。在实现红外低发射的同时兼具红外低镜面反射,有望应用于红外/激光兼容隐身。
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