利用热像仪测试烟幕红外消光系数方法研究

红外消光系数是衡量烟幕对红外遮蔽能力的关键参数,文中提出利用热像仪测得的温度数据,通过计算得到红外辐射能量变化及消光系数的方法,介绍应用情况及测试中应注意的问题。     

红磷烟幕粒度测试及红外消光因子计算分析

测试了红磷烟幕的粒度分布及平均直径,给出了典型样品的累积曲线.根据Mie散射理论计算了多种直径红磷烟幕粒子对不同波长红外的吸收效率因子、散射效率因子和消光效率因子.分析表明,红磷烟幕粒子的直径与成烟时间和环境湿度有很大关系,其面积平均直径分布在0.5～30μm范围内;小尺度红磷烟幕粒子对红外的吸收效应比较明显,随着粒子直径增大,散射效应和吸收效应逐渐接近一致.最大消光效率因子对应的波长随着入射波长的增大而逐渐增加.     

短切碳纤维长度配比对爆炸分散云团性能的影响

为了研究不同长度短切碳纤维云团分散性能及对毫米波干扰性能,构建了实验测试平台,在静风条件下进行了1.5mm/4mm碳纤维不同长度配比爆炸分散实验,研究了云团抛散过程及云团参数变化,测试并分析了云团对3mm、8mm波的干扰性能。实验结果表明:短切碳纤维长度配比对云团分散及云团参数影响很小,对毫米波干扰性能影响显著,且对8mm波的衰减影响更为明显。复合配比装填方式比单一长度具有更优异的综合衰减性能,对3mm波、8mm波的衰减更加均衡,且有利于提高对各波段干扰的有效作用时间。     

几种烟幕对CO2激光的衰减性能研究

分析了CO2激光在军事上应用的主要特性及烟幕对激光的衰减原理，阐述了在烟幕试验柜中测试烟幕对激光的质量消光系数的试验方法和主要步骤。测试了红磷、HC和石墨烟幕对CO2激光器发射的10．6μm激光的消光系数，并绘制了激光功率随时间变化的曲线。依据实验结果，石墨烟幕对CO2激光具有良好的消光作用，质量消光系数为1．284m^2／g；红磷烟幕对该波段激光具有较为明显的削弱作用，质量消光系数为0．603m^2／g；HC烟幕对该波段激光几乎没有衰减作用，质量消光系数小于0．1m^2／g。分析表明，烟幕对10．6μm激光的消光系数随入射光的功率增加而下降，空气湿度增加，则红磷和HC因幕的消光系数将明显增大。     

镀镍石墨烯制备及红外干扰性能

为了研究镀镍石墨烯的红外消光性能,探索消光较佳的工艺条件,采用氧化还原和化学镀的方法制备了镀镍石墨烯,通过正交试验设计,以红外衰减率为评价指标,分析了各因素对镀镍石墨烯消光性能的影响,确定了红外消光较佳的工艺条件。利用烟幕箱试验,测试了镀镍石墨烯的红外透过率。基于“Lambert-Beer”定律,通过线性拟合计算了镀镍石墨烯的平均质量消光系数,并与镀前进行了对比分析。结果表明：红外消光较佳的镀镍石墨烯的制备工艺参数为：六水合硫酸镍的浓度为20 g·L^-1,次磷酸钠的浓度为24 g·L^-1,柠檬酸钠的浓度为10 g·L^-1,施镀温度为65 ℃。该条件下制备的镀镍石墨烯在中远红外波段均表现出非常好的红外消光能力。对于3~5 μm和8~14 μm红外波段,镀镍石墨烯的平均质量消光系数分别为2.38 m²·g^-1和2.19 m²·g^-1。与改性前的石墨烯相比,镀镍石墨烯在中远红外波段的平均质量消光系数分别提高了30%和35%,具有更广阔的应用前景。     

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。     

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%。     

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。     

短切碳纤维爆炸分散特征及云团参数变化规律实验研究

针对短切碳纤维爆炸分散过程设计了实验平台,根据爆炸分散不同时期的特点及要求,利用两台高速摄像机同时拍摄,分别以5万帧/s和2000帧/s的帧率记录了壳体破裂过程和云团宏观膨胀过程。通过对爆炸分散全过程序列图像的测量分析,获得了壳体破裂、云团分散成形特征,建立了爆炸分散云团直径、高度和膨胀速度随时间变化曲线。四种相似结构弹体在相同装填参数条件下爆炸分散的高速摄像记录与分析表明,短切碳纤维爆炸分散过程主要经历了壳体破裂、射流喷出、云团膨胀和湍流混合四个阶段,且分散过程遵循相似的规律,初始云团直径分别与弹体直径、碳纤维装填量的3次方根呈线性关系,初始云团高度与弹体高度呈二次多项式关系。     

红磷烟幕对10.6 μm激光的消光系数测试研究

论述了红磷烟幕的成烟过程与遮蔽特性。在烟幕试验柜中测试了红磷烟幕对两种入射功率10．6μm激光的质量消光系数和红磷烟幕的粒度分布规律;根据米氏散射理论计算了单个红磷烟幕粒子对10．6μm激光的吸收效率因子、散射效率因子和消光效率因子。结果表明：红磷烟幕对入射功率分别为0．552、1．032W的10．6μm激光的平均质量消光系数分别为0．6027、0．5739m^2／g。成烟5min时红磷烟幕粒子的平均直径为2．47μm。研究表明,红磷烟幕对10．6μm激光的消光作用以吸收效应为主,其质量消光系数随浓度的增加而下降。同等条件下入射光的功率越大或空气的相对湿度越小．则红磷烟幕的消光系数就越小。