膨胀石墨红外消光性能研究

膨胀石墨是一种新型多波段无源干扰材料.为测试膨胀石墨红外消光性能,在分析烟幕消光机理的基础上,利用烟箱测试了膨胀石墨烟幕对3～5 μm、8～12 μm两个波段红外的透过率与时间的关系曲线,用滤膜称重法测量了膨胀石墨烟幕在不同时刻的质量浓度,计算了膨胀石墨烟幕在两个红外波段的平均质量消光系数,分别为0.8013 m<'2...     

膨胀石墨对红外/毫米波复合干扰平均消光参数计算

将膨胀石墨蠕虫近似为圆柱体,通过T-矩阵方法计算在3mm/3μm和8mm/8μm波长处平均消光参数,得到了平均消光参数随柱体长度和折射率的变化规律,对膨胀石墨在红外/毫米波复合干扰中的使用有一定的指导意义.     

先驱体成型对膨胀石墨激光消光性能的影响

可膨胀石墨是制备膨胀石墨(EG)的先躯体,压柱成型会对其膨胀所得EG的激光消光性能产生影响。为了优化其成型参数,将先驱体可膨胀石墨(GIC)采用不同压强压制成药柱,对其热膨胀特性及膨胀后所得EG的膨胀体积(EV)、蠕虫形貌、微观结构以及对1.064 m激光的消光性能展开了研究。结果表明:相较于松散态,成型GIC先驱体所制备的EG蠕虫变细、变短,孔隙率降低;成型压强由0 MPa增至50 MPa,其EV由356 ml/g减小到216 ml/g,所得EG对1.064 m激光的质量消光截面M由0.18 m2/g减小到0.04 m2/g,且在20～40 MPa时EV变化率仅为10.6%,M变化率同样很小。显然,存在对 EV及M影响较小的压强范围,因此,在EG工程应用中,为满足尽可能大的装药密度,GIC成型可考虑选该压强范围的上限值。     

膨胀石墨体积膨胀率对红外遮蔽性能的影响

膨胀石墨是一种具有潜在军事应用价值的新型光电无源干扰材料。依次以硝酸和磷酸、硝酸和乙酸的混酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂,采用分步插层法制备出了不同体积膨胀率的膨胀石墨;采用扫描电镜分析了膨胀石墨微观结构随膨胀体积的变化;采用静态测试方法测试了不同体积膨胀率膨胀石墨的红外遮蔽性能。结果表明:随膨胀体积的增大,膨胀石墨的孔隙率增大,石墨片层被充分打开;膨胀石墨对红外辐射的遮蔽性能随膨胀体积的增大而增大,当膨胀体积从233 mlg-1增大到450 mlg-1时,其红外遮蔽率从66.43%增大到90.77%。     

人工制备红外消光材料及其消光性能研究进展（特约）

作为消弱红外成像设备或系统性能的重要手段,人工制备的红外消光材料成为各国争相研究的对象,并取得了阶段性的研究成果。从金属材料、膨胀石墨、纳米材料、水基泡沫、生物材料和复合材料等方面介绍了人工制备红外消光材料的研究现状,阐述了粒子-团簇、团簇-团簇等消光材料粒子凝聚模型,介绍了Mie散射方法、离散偶极子近似方法、T矩阵方法和时域有限差分法等几种典型的消光性能计算方法。分析认为,未来人工制备的红外消光材料将朝着持续时间长、成本低、施放形式多样和环保无毒等方向发展。     

红外/毫米波干扰一体化材料——膨胀石墨的研究动态

膨胀石墨能同时对红外和毫米波产生衰减,是一种具有潜在军事应用价值的红外/毫米波无源干扰一体化材料.在综述膨胀石墨制备方法的基础上,探讨了膨胀石墨作为无源干扰材料的战术使用方式及其对红外/毫米波的干扰机理,并对制约膨胀石墨军事应用的技术难点进行了分析和讨论.     

矩量法计算烟幕粒子的红外消光特性

基于矩量法建立了旋转体烟幕粒子的红外消光模型,对圆片、等效球体和等效柱体等形状的石墨粒子进行了消光性能计算,研究了形状、尺寸、厚度等参数对粒子红外消光能力的影响。计算结果表明,小尺寸粒子以吸收消光为主,大尺寸粒子以散射消光为主;圆片形状的粒子具有最佳的红外消光能力,厚度变小时,圆片粒子对红外的消光能力显著升高;半径在1.5~2.1 μm范围内时,100 nm厚度的圆片对1~10 μm范围的红外消光系数均大于5.0 m2/g,在整个红外波段范围内都表现出良好的消光性能。     

石墨烯远红外消光性能测试研究

为了研究石墨烯的红外消光性能,采用氧化还原法制备了石墨烯,并通过扫描电镜图像、X射线衍射图谱确认了石墨烯的结构;利用烟幕箱实验和溴化钾压片法,测试了石墨烯的红外消光性能,并在同等条件下与石墨、碳纤维的消光性能进行了比较。结果表明：石墨烯在远红外波段的红外消光性能非常优异,对于8～14μm远红外波段,其平均质量消光系数约为2.10 m2/g,是同等条件下石墨平均质量消光系数的2.39倍,碳纤维的3.56倍,比传统的碳材料烟幕具有更好的红外干扰能力;溴化钾压片测试也表明,石墨烯在中远红外波段均表现出非常好的红外消光能力,优于传统碳材料烟幕。     

典型气溶胶粉体红外消光性能研究（特约）

气溶胶粉体是烟幕弹药的核心组成部分,其红外消光性能直接决定了烟幕的红外遮蔽效果。选择石墨粉和铝粉两种典型的气溶胶粉体作为研究对象,通过烟箱实验,测量了不同粒径的两种材料的质量消光系数,分析了粉体粒径对气溶胶红外消光性能的影响,探讨了引起两者红外消光性能差异的原因,考察了在烟箱实验中目标温度等因素对测试结果的影响。结果表明:对于所测试的几种样品,在同等条件下,气溶胶粉体粒径越小,其质量消光系数越大,红外消光性能也就越好;铝粉的红外消光性能要好于石墨的,1 000目铝粉的中红外（3.7～4.8 μm）和远红外（7.5～14 μm）质量消光系数为分别为1.78 m2/g和2.01 m2/g,显著优于1 000目石墨粉体的值（1.02 m2/g和1.01 m2/g）,石墨与铝粉之间的分散性、径厚比和折射率等特性的差异是导致这一现象的主要原因;烟箱实验中,目标和背景的初始温度对测试结果影响较大,应该对它们进行合理设置,以提高测量的准确性。     

膨胀石墨对毫米波衰减性能研究

简述了膨胀石墨的特点,分析了膨胀石墨对毫米波的衰减机理,研究了膨胀容积、粒度和浓度对膨胀石墨衰减性能的影响,阐述了膨胀石墨优于常规毫米波衰减材料的综合性能,研究表明,膨胀石墨是一种极具发展前景的新型毫米波干扰材料.     

激光法制备超细纳米金刚石的相变机理

为了研究激光法制备纳米金刚石的相变机理,采用纳秒脉冲激光冲击微米级石墨悬浮液,并做强酸高温氧化提纯处理,结合X射线衍射、喇曼光谱、高分辨率透射电镜等表征手段以及热力学和动力学分析方法,对实验结果进行了理论分析和实验验证。合成得到分散均匀、尺寸在4nm~12nm的超细纳米金刚石。结果表明,纳秒激光辐照下,石墨是通过固态-气态-液态-固态的形式转变为金刚石结构的;与毫秒脉冲激光相比,高功率密度、短脉宽的纳秒激光为金刚石核的生长提供了大的过冷度,提高了金刚石的形核率和生长速率;但是纳米金刚石的生长温度范围极小,冷却过程中石墨结构与金刚石结构同时形核、长大,引起金刚石颗粒表面的石墨化,限制了纳米金刚石的生长。     

毫米波无源干扰技术及膨胀石墨在其中的应用

针对毫米波精确制导的特点,分析了可用于毫米波无源干扰的几种材料及措施,包括毫米波箔条、毫米波箔片、毫米波纤维类、毫米波等离子体、泡沫云干扰、晶须类材料、膨胀石墨,并着重分析了膨胀石墨瞬时膨化剂的特点及其实际应用中有待解决的问题.对增强膨胀石墨瞬时膨化剂在毫米波及宽波段无源干扰中的应用和发展进行了分析和探讨.     

石墨粒径对红外消光特性的影响

通过对不同粒径石墨微粒散射和吸收红外光的理论研究，并采用固体压片法利用FTIR光谱仪进行系列实验。结果表明，石墨微粒对红外消光特性的影响表现为吸收作用大干散射作用，且粒径越小所产生的消光效果越好。     

固体与液体颗粒凝并对两相烟幕消光性能的影响

固液两相烟幕在军事上常用来形成从可见光到远红外的宽波段遮蔽，利用球形粒子和同心微球的光散射理论模型，计算了柴油和水两种不同液体颗粒与石墨颗粒凝并后所成的同心微球的质量消光系数，结果表明，当石墨颗粒与柴油颗粒凝并时，包覆在石墨表面的柴油在一定的范围内有助于提高石墨粒子的消光性能，超过此范围后，会造成石墨粒子消光性能的下降；而当石墨颗粒与水颗粒凝并时，包覆的水会使石墨颗粒消光性能迅速下降。     

基于微环辅助的M-Z温度传感器

针对普通马赫-曾德尔(M-Z)滤波器为了获得良好的滤波性能需要mm量级的臂长差的问题,文章提出了一种基于微环辅助M-Z滤波原理的温度传感器,其具有μm量级的尺寸。在M-Z滤波器的一个臂上耦合一个液体微环腔,利用微流控技术将一些温敏液体注入腔内,通过分析传感器的输出光谱,可以检测到温度的变化。实验结果表明,该传感器具有良好的滤波性能及温度分辨能力,消光比>10 dB,3 dB带宽<1 nm,温度检测分辨率可达到0.1℃。此外,通过改变微环中液体的种类,可以调节传感器的温度检测范围。     

一锅水热法制备炭-铁磁体复合材料及红外消光性能研究（特约）

通过一锅水热法制备了炭包铁氧体前驱体，并在950 ℃氮气保护条件下焙烧得到了炭包铁磁体复合材料。通过XRD、FT-IR、SEM等方法，分析了复合材料的形貌、成分，研究了反应时间、淀粉和葡萄糖的配比等因素对复合材料形貌及红外消光性能的影响。采用傅里叶红外光谱仪的KBr压片法测试并计算了各材料在2.5~25 μm区间的红外消光系数。研究结果表明:反应时间为20 h和18 h，淀粉与葡萄糖的配比为9:3和6:10时，焙烧后样品的球形形貌较好，5号和7号样品在4~10 μm波段范围内消光性能较好，消光系数均大于0.3 m2/g，最高可达到0.37 m2/g。