一种燃烧型抗红外/毫米波双模发烟剂研究

为对抗红外,毫米波双模制导武器系统,研制了一种以可膨胀石墨、富碳化合物作为主要成烟组分的新型发烟剂。介绍了发烟剂配方,并就该药剂在烟箱内产生的烟幕进行了性能测试。结果显示,烟幕对35μm、8一14μm红外辐射的透过率小于15％,对3mm、8mm波衰减值大于10dB,实现了—剂干扰多频谱的发烟剂设计,     

多频谱复合干扰剂的制备及遮蔽性能

为探索多频谱复合干扰剂最佳配方,改进生产工艺,提高其在可见光、红外、毫米波等多个波段的干扰性能,采用材料改性技术制备了碳纳米管/石墨烯/碳轻质复合材料;采用复配技术,制备了"碳纳米管/石墨烯/碳复合材料+碳纤维"多频谱复合干扰剂。以各波段的质量消光系数之和作为评价指标,不同粒径的纳米管/石墨烯/碳复合材料(A)、不同状态的碳纤维(B)、不同配比(C)、不同混制溶液(D)作为因素,通过正交试验法分析了各因素对干扰剂性能的影响。基于烟箱实验,根据"朗伯-比尔"定律,计算了烟幕的质量消光系数。结果表明:因素A和因素C的极差分别为1.48和1.43,为影响复合干扰剂综合遮蔽性能的主要因素;因素B和因素D的极差分别为0.32和0.52,为次要影响因素。其最佳制备条件为:选用粒径D50为4.2μm的碳纳米管/石墨烯/碳复合材料与通过800℃焙烧的碳纤维,按照质量比为85∶15,在乙醇溶液中混合制备。在该条件下制备的多频谱复合干扰剂,对可见光、近红外、中红外和远红外的透过率小于5%,有效遮蔽时间大于300 s;对3 mm波和8 mm波衰减值可达-14 dB和-15.65 dB,有效遮蔽时间大于30s;该条件下制备的复合干扰剂具有较好的多频谱遮蔽性能。     

赤磷发烟剂/铜粉及其复合烟幕对红外热像仪的干扰性能研究

为了提高赤磷发烟剂对远红外热像仪的干扰效果,选择赤磷发烟剂与铜粉发烟剂复合的方法,采用SC7000远红外热像仪在烟箱中测试了赤磷发烟剂、铜粉发烟剂及其复合烟幕对远红外热像仪的干扰效果。研究表明:将2.73g赤磷发烟剂分别和2.73g、5.46g、8.19g和10.92g的铜粉发烟剂复合,复合烟幕对7.7～9.3μm波段热像仪的透过率从49.6%分别降低到20.1%、13.0%、7.3%、6.0%;复合烟幕对热像仪图像的干扰效果也有很大的提高。     

赤磷对改进型HC发烟剂烟幕性能影响的试验研究

以改进型HC发烟剂为基础配方，试验研究了发烟剂中赤磷的含量对所成烟幕的红外光谱透过率，初始浓度和沉降速度及烟幕粒谱分布的影响。试验结果表明，当烟剂中不含赤磷时，其烟幕在8－14μm波段的红外光谱平均透过率为22．4％，当发烟剂中赤磷含量为10％时，形成的烟幕在8－14μm波段的红外光谱平均透过率降至7．8％。     

HC基新型抗红外发烟剂研究

分析了传统HC烟幕对可见光和红外的遮蔽特性，针对HC发烟剂配方的局限性和发烟原理，通过用镁粉代替锌粉，用氧化锰代替氧化锌，添加红磷和富碳有机化合物等途径并结合大量实验确定了系列抗红外发烟剂配方。在中型烟幕试验柜中对该系列配方的发烟剂形成的烟幕的抗红外性能进行了测试评价，给出了具体的评价试验方法和典型烟幕对红外目标进行遮蔽的热成像图。在此基础上优选了两种HC基的新型抗红外发烟剂，给出了相应的红外消光系数测定数据与傅立叶变换红外光谱。与传统的HC烟幕相比，新研究的HC10号和HC06号抗红外发烟剂形成的烟幕在3—5μm和8—14μm波段的红外消光系数分别增大了41．86％和78．46％，使传统HC烟幕的抗红外性能得到显著提高，尤其是在远红外波段效果更为明显。     

气凝胶基复合含能材料的制备及其红外遮蔽性能研究

为研究以二氧化硅气凝胶颗粒材料为骨架的复合型抗红外烟幕的制备及其红外波段遮蔽性能,分别将硝化棉、硝酸钠充填到气凝胶内部孔道中制备出气凝胶/NC、气凝胶/NaNO_3两种复合材料,将其掺杂到常规发烟剂中制备几组复合发烟剂,并对发烟剂红外遮蔽性能进行了研究。研究结果表明:掺杂气凝胶/NC复合材料的发烟剂所形成的烟幕对红外具有明显的遮蔽效果,8~14μm波段红外透过率低至3.37%;当气凝胶复合材料的掺杂量为7%时,烟幕对红外的干扰效果最佳。     

碳纳米管/石墨烯/碳复合材料烟幕的中远红外的干扰性能

为探索碳纳米管/石墨烯/碳复合材料在3～5μm和8～14μm中远红外波段烟幕干扰方面的应用,用液相法制备了碳纳米管/石墨烯/碳复合材料。采用扫描电子显微镜,对比分析了石墨烯、碳纳米管和复合材料的微观形貌。采用傅里叶红外光谱仪技术,对比分析了三种材料的静态红外吸收能力。基于烟箱实验,测试了石墨烯、碳纳米管和复合材料对3～5μm、8～14μm中远红外的透过率,并根据"朗伯?比尔"定律计算了烟幕的平均质量消光系数。结果表明,经过沥青碳化,以沥青碳为骨架,碳纳米管与石墨烯形成的复杂网状空间结构的烟幕干扰复合材料,抑制了碳纳米管的结团和石墨烯的堆叠现象,改善了悬浮性。针对3～5μm波段,计算得到碳纳米管、石墨烯及碳纳米管/石墨烯/碳复合材料平均红外透过率分别约为9%、10%和5%,复合材料的有效遮蔽时间相比碳纳米管、石墨烯分别增加了约13%和21%;对8～14μm红外波段的平均红外透过率分别约为3%、5%和4%,复合材料有效遮蔽时间相比碳纳米管、石墨烯增加了约28%和13%。碳纳米管/石墨烯/碳复合材料改善了单一碳材料的悬浮性能和红外光谱吸收性能,对中红外的干扰性能增强,对远红外的干扰性能有所下降,但有效干扰时间仍有所提高,其远红外干扰性能有待进一步改进。     

8-14μm波段红外烟幕透过率的测试与修正（英）

为了减少烟幕温度对8-14 μm波段烟幕透过率的影响,分析了有红外辐射源和没有红外辐射源的燃烧型红外烟幕的透过率.结果发现两种情况下5 g发烟剂被点燃后的透过率分别是40%-50% 和15%-20%,燃烧形成的红外烟幕导致烟幕云团具有很强的红外辐射.为此提出了减差修正法,烟幕的透过率通过减去没有红外辐射源时的透过率得到修正,5 g发烟剂的透过率减小为25%-35%.     

爆炸分散型复合干扰发烟剂使用技术研究

研究了复合干扰发烟剂中HG94磷基发烟剂和FY红外干扰发烟剂的配比和使用技术，并测试了烟幕性能。试验表明采用HG94磷基发烟剂与FY红外干扰发烟剂重量比为2：1，装药结构采用FY红外干扰发烟剂在上，HG94磷基发烟剂在下，复合干扰发烟剂与炸药重量比为40：1时，分散后不仅对可见光有良好遮蔽效果，而且对激光、中、远红外光也具有良好的干扰作用。     

膨胀石墨烟幕对1.06μm和10.6μm激光的消光特性研究

为测试膨胀石墨烟幕红外激光消光特性,在分析膨胀石墨烟幕消光机理的基础上,通过测量其在不同时段的烟幕平均质量浓度和平均激光透过率,得到了膨胀石墨烟幕对1.06μm近红外和10.6μm远红外激光的质量消光系数分别为1.149 8m<'2>/g和0.820 5m<'2>/g.结果表明,膨胀石墨烟幕对两个波长的红外激光具有良好的消光和干扰效果,在光电对抗领域具有广阔的应用前景.     

石墨粒度对红外、10.6μm激光的衰减性能影响

为选择性能优良的红外与激光烟幕遮蔽材料,在烟幕箱中测试研究了3000目、6000目和10000目石墨形成的烟幕对红外与10.6μm激光的衰减效果.结果表明:不同粒度石墨对红外与10.6μn激光均具有显著的衰减作用,当烟幕浓度为1.5g·m-3时,石墨对红外与10.6μm激光透过率均小于30%;随着粒度减小,石墨对红外与10.6μm激光的衰减能力逐渐增强,烟幕浓度达到3.5g·m-3时,对红外热像仪可实现完全遮蔽干扰.     

氧化剂对红磷烟幕抗10.6μm激光性能的影响研究

在红磷发烟剂中分别加入四氧化三铁、三氧化二铁、氧化锰、硝酸铯、硝酸锶等氧化剂和可燃剂金属镁配制成六种发烟剂,在烟幕试验柜中测试了这六种不同配方烟幕的成烟时间、沉降速度和对10.6μm激光消光系数。研究表明,硝酸铯或硝酸锶作氧化剂时,烟幕的成烟时间分别为20 s和15 s,沉降速度分别为0.0021 m.s-1和0.0019 m.s-1,可以改善发烟剂的燃烧性能,而且烟幕对10.6μm激光的消光能力提高了41.9%和38.7%,因此,硝酸锶更适合作红磷烟幕的氧化剂。     

红磷烟幕使用特性及其对红外激光的最佳消光直径

在中型烟幕柜中测试了红磷烟幕的粒度分布,计算了红磷烟幕的发烟能力和自由沉降速度以及对多种波长电磁波的衰减系数,分析了红磷烟幕的多波段消光特性及其在组合烟幕中的应用。研究表明：红磷烟幕平均直径分布在0.5～13μm;发烟能力3.9—22.9;对可见光至14μm红外的衰减系数分布在200／m～41.67/m;沉降速度远小于0.007 m/s并具有良好的组合使用特性。根据Mie理论计算了多种直径红磷烟幕粒子对1.06 μm、3.39 μm和10.6 μm激光的散射、吸收和消光效率因子。分析表明：直径显著小于入射波长的烟幕粒子的消光作用中吸收效应居主导地位;随着粒子直径增大散射效应逐渐增强;当烟幕粒子的尺度接近入射波长时散射和吸收效应趋于一致;红磷烟幕粒子对10.6μm和3.39弘m红外激光辐射的最佳消光直径分别为9.0μm和4.0μm.     

纳米镍粉对1.06μm和10.6μm激光的消光性能研究（英）

在容积为20 m3的烟幕箱中测试了30 g纳米镍粉形成的烟幕对1.06μm和10.6μm激光的消光性能。其质量消光系数分别为1.542 m2.g-1、1.078 m2.g-1,沉降速度为1.035×10-3m.s-1,与常规材料的烟幕性能比较表明,纳米镍粉形成的烟幕消光性能好,悬浮时间长,是一种能有效干扰1.06μm和10.6μm激光的新型烟幕材料。     

小波分析法在红外烟幕面积评估中的应用

分析了当前红外遮蔽烟幕干扰面积和遮蔽率测试方法的主要问题,引入小波分析思路,利用多分辨分析方法将红外烟幕图像分割成多幅不同分辨率图像,组成层次式数据结构,然后利用小波变换的图像边缘检测算法画出烟幕云团边缘曲线,求出封闭曲线内面积,即可得到烟幕有效干扰面积和遮蔽率分布状态。这种方法解决了综合评定烟幕性能的若干问题,为研制烟幕弹或发烟装置提供了一种分析方法或思维方式。     

烟幕透过特性对激光寻的武器制导的影响

基于某激光制导武器(1.064μm)的数学仿真平台,提出了烟幕对抗激光制导武器的仿真方法;研究了烟幕的干扰效果;给出了典型战场气象环境和3种典型投弹方式下不同透过特性(T=0%~100%)的烟幕对抗激光制导武器的仿真结果,对烟幕干扰效果进行了定量分析。仿真结果表明,当烟幕透过率T>69%时,对激光制导武器的制导无影响;当烟幕透过率T<15%时,对激光制导武器的制导有严重影响,致使激光制导武器飞行发散。     

可膨胀石墨用作抗红外/毫米波双模发烟剂的研究

为了获取一种性能较佳的毫米波发烟剂材料,就JF-150可膨胀石墨对3mm和8mm波的衰减性能进行了实验研究,在此基础上,以JF-150可膨胀石墨作为重要组分设计了一种抗红外/毫米波发烟剂配方,采用红外热像仪及毫米波辐射计测试了该发烟剂形成的烟幕对3mm和8mm波的衰减特性。结果表明,可膨胀石墨对3mm和8mm波单程最大衰减分别为17.0dB、16.6dB,优于铝箔条衰减效果;60g可膨胀石墨发烟剂对3mm和8mm波单程最大衰减值均大于10dB,干扰时间约为20s。可膨胀石墨是一种用于制造抗红外/毫米波双模发烟剂的良好材料。     

弹用红外干扰发烟剂研制

对铜基红外干扰发烟剂的配方及影响配方性能的主要因素进行了实验研究，并对其性能进行了测试。结果表明，该发烟剂不仅对中、远红外光具有优良的干扰能力，而且对可见光、激光也具有良好的遮蔽能力。该发烟剂还具有装填密度大，不导电，耐高、低温性能、相容性和稳定性能良好等特点。     

基于冻干法探索高孔隙率材料在红外发烟剂中应用

利用SiO_2气凝胶具有高孔隙率、高比表面积特点,将SiO_2气凝胶分别与NaNO_3、NH_4NO_3饱和溶液混合,引入冷冻干燥技术,使NaNO_3、NH_4NO_3沉积在SiO_2气凝胶孔隙内或表面,制备成粉剂型红外功能添加剂,并添加至传统发烟剂配方中,进行不同添加比例的发烟剂红外遮蔽效果测试。研究表明:新型粉剂不仅改善了SiO_2气凝胶及其制备过程中的板结现象,而且保障了SiO_2气凝胶在燃烧过程中恢复预制颗粒尺寸;与常规可见光波段发烟剂混合,当添加剂NaNO_3掺杂比例为20%、负氧为20%时,在3～5μm和8～14μm红外波段,遮蔽率达到最高,分别为72%和47%。     

疏水纳米SiO_2改性鳞片石墨的流动性及红外干扰性能（英文）

为研究疏水纳米SiO_2改性鳞片石墨的分散性能和红外干扰效能,采用粉体特性测试仪测定了改性前后鳞片石墨粒子的流动性。采用气流分散的方式将鳞片石墨粒子分散在烟幕箱中形成烟幕。测试了烟幕的质量浓度和红外光谱透过率。依据搅拌沉降模型,计算得到了烟幕的沉降速度。结果表明,用质量分数为4.0%的疏水纳米SiO_2改性鳞片石墨的Carr流动性指数最高,达到了61,同时鳞片石墨粒子的沉降速度也从改性前的2.288×10-3m·s~(-1)降至改性后的1.125×10-3m·s~(-1),形成的烟幕在3~5μm和8~12μm波段的平均红外光谱透过率也分别从0.3895%和0.7288%降为0.072%和0.176%。疏水纳米SiO_2对鳞片石墨表面的物理修饰,有效改善了鳞片石墨粒子的流动性和分散性能,显著提高了鳞片石墨形成烟幕的留空持续时间和红外干扰性能。