超黑宽波段吸光消光纳米镀膜(Super black wide-band light absorbing nano coating)可以将入射到材料表面的光线,包括紫外光、可见光、近红外光以及中远红外波段的光,几乎全部吸收而没有反射。材料表面对所有入射光的吸收率达到96%以上,最高达到99%以上,总半球反射率低至1%以下,辐射率接近1,已近似黑洞。超黑吸光薄膜的制备具有非常大的技术难度,一直是纳米材料科学、表面工程、光电子学等领域的实验室和工业界热门研究方向。

超黑吸光镀膜技术产业化进展
黑色表面处理技术,传统上有黑色涂料喷涂、电镀和阳极氧化等工艺方法。这些技术的光吸收率很难超过90%,特别在红外波段,吸收率更是低得只有不到20%,完全无法满足市场需要。而且这些工艺还有如下无法克服的缺陷:膜层太厚、结合力太差、易脱落、高低温环境不稳定、耐候性差、粗糙疏松、有害有机物释放、制备过程有大量污染物产生等问题。所以,采用更先进的技术取代这些落后工艺是大势所趋。在此背景下,基于真空纳米科技的超黑宽波段全吸光镀膜已取得很大进展,开始在工业上得到应用。
目前世界上只有以色列、英国等企业可以提供工业化的超黑吸光镀膜。以色列Acktar公司的超黑镀膜是基于真空镀技术制备的特殊结构材料,厚度5-10 μm,总半球反射率在1%-5%,是目前市场占有率最高的产品。英国Surrey Nano Systems公司推出的VantaBlack系列超黑产品,是基于垂直整列碳纳米管的材料,有镀膜产品和涂料供应市场。最近几年日本Musou公司推出了几代超黑涂料,号称吸收率从95%提高到99.4%,但主要应用在可见光波段,而且结合力和耐用性都比较差。
国内这个领域一直比较落后,除了中科院的研究所有一些研究成果外,工业界一直是空白,导致相关行业长期依赖进口,成本高且无法降低。最近,深圳市精石纳米技术公司实现了超黑镀膜的技术突破,改变了这一局面。该公司推出的超黑宽波段全吸光纳米镀膜已开始产业化应用,完成了从实验室向商品化量产的过程,产品的可见光和红外光吸收性能等指标均达到国际先进水平,具有重要的技术、经济和社会价值。
超黑吸光镀膜技术的应用领域
激光雷达
激光雷达内部光源一般是905 nm和1500 nm的近红外光,光路内壁的消光处理对产品成像质量影响很大,普通的消光处理技术无法满足产品技术要求。目前,精石公司的超黑全吸光镀膜已经应用到几家知名的激光雷达厂家的产品上,可很好地满足产品的技术要求。
光学镜头
光学系统、镜头和成像方面,目前各大品牌的镜头圈口、隔圈等,以及光路内壁等已开始越来越多地使用超黑吸光消光镀膜,以减少成像鬼影、提升成像品质、增加外观吸引力。特别是各大手机厂商,大部分高端产品的摄像镜头模组已采用超黑纳米镀膜技术。
但是,目前主流工艺是减反射光学多层镀膜,这个工艺缺点非常明显,因为使用的是光学干涉原理,所以七彩反射非常明显,极大影响成像品质,也影响产品外观。而且,这种工艺对红外光几乎没有吸收能力,因此在需要红外吸收的镜头成像方面完全无法使用。而精石纳米公司最新的超黑全波段吸光消光纳米镀膜具有很大的优势,应用到各种镜头和光学成像系统上,不仅可以增强外观吸引力,而且可以显著地提高成像品质。
LED显示屏
LED显示屏技术近年发展迅猛,已得到广泛应用。超黑吸光镀膜配件也开始应用到LED显示屏上。超黑镀膜的应用,可以完全替代传统黑色油漆工艺,并且大幅提高显示对比度、画面锐利度和成像品质,给观众带来更好的欣赏体验。
机器视觉和检测
机器视觉和检测的首要基础是获得成像对象的准确数据,如果有太多的杂散光和无用光线的干扰,必然导致成像不清晰、数据不准确,从而让机器判断和检测失败。超黑吸光消光镀膜,制备在各个相关零件上,可以使机器光学系统准确地捕捉到观察或测试对象的映像,消除掉各种干扰,获取到精准的数据,从而完美解决识别和检测问题。


本文来源:深圳市精石纳米技术有限公司
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