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。     

多频谱发烟组件结构设计与遮蔽性能

为有效对抗多模导引头，通过原位反应和复合配药技术制备一种多频谱干扰剂，同时根据发烟弹的使用预期设计、制造多频谱干扰剂配套的发烟组件。通过烟箱实验分析多频谱干扰剂的红外透过率、毫米波衰减值、可见光透过率，基于朗伯比尔定律计算其在红外、可见光波段的质量消光系数。运用静爆法对发烟组件与多频谱干扰剂的匹配效果进行测试，得到发烟组件的发烟过程、有效烟幕宽度和持续时间。实验结果表明：多频谱干扰剂在1～3μm、3～5μm、8～14μm的红外透过率分别为1.98%、3.04%、8.11%,3 mm、8 mm波的衰减值分别可达-14.52dB和-11.76d B,0.4～0.8μm可见光透过率为6.96%;1～3μm、3～5μm、8～14μm、0.4～0.8μm的质量消光系数分别为1.28m²/g、1.14m²/g、0.82m²/g、0.87m²/g；烟幕持续时间大于60s，有效烟幕宽度大于60m；装填多频谱干扰剂的发烟组件具有良好的遮蔽能力，成烟迅速，形成的烟幕云团稳定，是干扰多模导引头的一种有效方法。     

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.     

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。     

红磷与纳米氧化铝组合烟幕对10.6μm激光的消光系数研究

为了提高红磷烟幕对10.6μm激光的消光性能,在中型烟幕试验柜中分别测试了纳米氧化铝气溶胶、红磷及其组合烟幕对10.6μm激光的质量消光系数。在空气相对湿度为40%的条件下,纳米氧化铝气溶胶、红磷及其组合烟幕对入射功率为1.0W的10.6μm激光的平均质量消光系数分别为0.222,0.298,0.449m2.g-1。根据试验结果,纳米氧化铝气溶胶和红磷烟幕组合使用后可以显著改善纳米氧化铝粉体的分散特性,并使得红磷烟幕对该波段激光的质量消光系数提高50.7%。     

几种纳米氧化铝的红外消光性能研究

利用傅里叶变换红外光谱仪在中型烟幕试验柜中,对八种α型和γ型纳米氧化铝粉体气溶胶在3~5μm与8~14μm波段的红外消光特性进行了测试对比。利用KBr压片法测试了样品的红外光谱,给出了样品的晶型、平均粒度和比表面积等特征数据。实验结果表明,纳米氧化铝对红外具有良好的消光作用。纳米氧化铝气溶胶在3~5μm和8~14μm波段的最大质量消光系数分别为1.798m2·g-1和1.940m2·g-1;γ型纳米氧化铝的红外平均透过率普遍小于α型;比表面积越大、纳米氧化铝粒子平均直径越小对红外的消光性能就越显著。     

原材料粒径对烟幕红外消光能力影响的研究

运用傅立叶变换红外光谱仪由对不同粒径的材料组成的抗红外发烟剂进行了测试，对发烟剂原材料粒径影响烟幕红外消光能力的规律及成因进行了研究。结果表明：在试验测试范围内，发烟剂原材料中氧化剂和还原剂粒径越小，形成烟幕的红外遮蔽能力越强；成烟物质粒径越小，红外遮蔽能力越强。根据影响规律设计了新型发烟剂，其在远红外波段的遮蔽能力优于制式HC发烟剂。     

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。     

三维石墨烯粉体制备及其红外消光性能

为了探究三维石墨烯的红外消光性能,采用热化学沉积法制备了三维石墨烯粉体,通过电镜、拉曼光谱仪和X射线衍射仪表征了三维石墨烯粉体的形貌和结构特征,利用粉体综合特性仪测试了其流散性;利用烟幕箱试验测试了三维石墨烯的红外消光性能,并与复合石墨、碳纤维的消光性能进行了比较。结果表明：三维石墨烯的红外消光性能优异,在红外波段为3~5 μm和8~14 μm时,其平均质量消光系数分别约为1.32 m²·g^-1和1.09 m²·g^-1。与复合石墨和碳纤维相比,其在3~5 μm的平均质量消光系数分别提高了57%和132%,其在8~14 μm的平均质量消光系数分别提高了35%和102%,具有更优异的红外消光性能。     

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。     

抗红外烟幕中固体消光材料的研究进展

开发高效环保型抗红外烟幕已引起了国内外广泛关注,为此,世界各国积极致力于发展低毒固体红外消光材料,现已报道的有金属类、新型碳材料类和抗红外复合材料。本文介绍了固态气溶胶粒子红外消光特性的研究现状,综述了上述三类材料的研究进展,指出了气溶胶粒子的消光特性仿真研究、纳米新型碳材料和金属薄膜复合材料仍是未来重点研究的方向。建议积极关注和探索纳米红外吸波材料、单向吸波材料和金属化生物体红外吸波材料,这些材料有望成为新一代的抗红外烟幕消光材料。附参考文献63篇。     

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。     

镀镍碳化硅纤维红外消光率研究

以表面镀覆金属的超细陶瓷纤维为研究对象,从介质与入射电磁波相互作用的角度出发,应用电磁场数值模拟技术预估陶瓷纤维材料在军用红外波段消光率随材料本征属性变化的规律,着重研究消光率发生突变时上述参量对应的值域区间。研究发现:纤维的长径比对消光截面影响很明显,尤其是在中远红外波段,当长径比在20~200之间变化时,消光截面增加很快;当纤维长径比取值在50~200范围时,对应的折射率虚部小于20可获得理想的消光率;复电导率实部在106~108s/m范围内时,纤维的消光截面较大。依据计算结果,通过控制化学镀工艺条件制备出满足要求的功能材料,并利用溴化钾压片法和小型烟箱实验对镀覆前后陶瓷纤维的质量消光系数进行对比,实验数据证实镀镍碳化硅的红外消光性能显著提高。     

真空中石墨微粉烟幕的红外消光性能研究

基于外层空间高真空的特点,为研究红外干扰材料在外层空间的适用性,实验研究了真空中石墨微粉烟幕的红外消光性能,并与常压下石墨微粉烟幕消光性能进行了比较.结果表明,石墨微粉烟幕在真空度0.03MPa的环境中具有良好的红外消光性能,但弱于常压下的消光能力.分析表明,当真空度较高时,烟幕微粒的沉积速率加快,烟幕有效质量浓度及微粒数浓度减小,烟幕消光性能降低.     

微粉石墨在燃烧型抗红外烟幕中的应用

研究了微粉石墨红外消光性能及其在燃烧型抗红外烟幕中的应用。结果表明:微粉石墨在不产生凝聚的条件下,粒径越小,其红外消光效果越好。石墨作为成烟物质用于燃烧型抗红外烟幕时,存在燃烧损失,在相同烟幕剂配方中,石墨添加量从20%降至5%,用有机物B做可燃物时,石墨燃烧损失从31.6%增至57.6%;用金属C做可燃物时,石墨燃烧损失从44.6%增至80.5%。为提高石墨利用率,在氧化剂A、有机可燃物B和20%微粉石墨组成的抗红外烟幕剂配方中,加入5%市售炭黑,同原配方相比,炭黑的加入能够有效抑制石墨燃烧和提高烟幕中石墨的红外消光能力。     

气溶胶环境影响下连续波激光引信回波特性

激光引信具有定距精度高、抗电磁干扰的优点,但其易受烟尘等气溶胶粒子的干扰。基于蒙特卡洛仿真方法研究连续波激光引信在气溶胶干扰环境下回波信号特性。构建气溶胶粒子各种散射作用下连续波激光回波信号模型,包含粒子后向散射信号、经粒子散射的目标信号与目标回波信号3种类型,模型中的气溶胶消光系数和散射系数根据光子的空间位置坐标、气溶胶浓度分布和粒径分布而动态变化。分析不同浓度条件下信号时频域特性、信噪比等特性与激光波长、气溶胶粒子粒径等因素间的关系。仿真及实物实验结果表明：在气溶胶低浓度条件下,回波信号谱峰集中于与目标距离相关的频率处,并未出现干扰谱峰;当浓度超过中度条件时,既存在目标谱峰也存在干扰谱峰;达到重度干扰时,干扰谱峰则可能会强于目标谱峰;随着气溶胶浓度增加,信号信噪比降低;对于400～1 100 nm波长范围的激光,粒子粒径分布在20～100 μm时信噪比相对较高。     

新型红外干扰剂FeCl3-ZnCl2-GIC的研究

采用混合熔盐法，合成出不同阶结构的石墨层间化合物FeCl3-ZnCl2-GIC，应用XRD、SEM、EDS对产物 晶体结构、表面形貌及元素组成进行表征，并测试其电导率。由红外定量分析手段计算求解FeCl3-Zncl2-GIC的质量消光系数。结果表明FeCl3-ZnCl2-GIC是一种新型的红外全波段干扰剂。     

纳米TiO2/PANI复合材料的红外消光性能

采用原位聚合法制嵛了纳米TiO2／PANI复合材料,使用XRD、SEM、FT-IR等进行表征并测定了复合材料的电导率和红外消光陛能。结果表明：复合材料颗粒小,流散性好,具有较好的红外消光性能。还对复合材料电导率的影响因素及其对红外消光性能的影响进行了初步分析。     

粒径对烟幕中团聚体颗粒散射特性的影响分析

以烟幕中颗粒团聚现象为背景,针对烟幕中的团聚体的消光性能优化问题进行了研究。基于Cluster-Cluster Aggregation理论建立了随机粒径的团聚体算法程序,用于生成具有不同颗粒半径的团聚体模型;在此模型基础上运用多球T矩阵方法计算分析了烟幕中粒径呈对数正态分布的团聚体散射特性;同时结合具体的物理模型研究分析了粒径的分散程度对团聚体消光因子、散射因子及散射能量分布的影响。结果表明：团聚体中颗粒粒径分散程度的降低会提高烟幕的消光性能;模拟的多组团聚体中,A型团聚体较B型团聚体消光因子提高了30.9%,总体散射能量降低了32.5%;团聚体中尽量避免出现偏离对数正态分布均值的极大粒径颗粒可以有效地提高烟幕团聚体的消光性能。