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。     

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。     

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。     

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％。     

红外陶瓷对MTV诱饵剂红外辐射特性的影响

为提高典型MTV诱饵剂在3~5μm、8~14μm波段的红外辐射亮度,采用固相烧结法制备Mn Fe2O4型红外陶瓷,将其添加到典型MTV诱饵剂中,并对其燃烧火焰的辐射特性进行研究。结果表明:当添加25%的红外陶瓷时,在2.5~3.0μm峰值辐射亮度降低了9.63×104W·m~(-2)·sr~(-1),在3~5μm峰值辐射亮度提高了4.05×104W·m~(-2)·sr~(-1),在8~14μm峰值辐射亮度提高了0.46×104W·m~(-2)·sr~(-1),同时,辐射面积增加了74.34cm~2。     

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。     

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3～5μm和8～14μm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。     

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%.     

一种面源红外诱饵及其性能研究

为规避使用自燃型面源红外诱饵材料，并解决燃烧型面源红外诱饵材料的燃烧不稳定和长波段辐射强度较弱的问题，采用传统的镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)红外诱饵剂，在一定的成型工艺下形成了一种面源红外诱饵材料，并通过加入四氯化钛（Ti Cl4）来提高8～14μm波长范围的辐射强度，添加红磷/氧化铜（P/Cu O）高热剂来降低点火温度、提高燃烧稳定性。对样品的燃烧稳定性、辐射强度和装药作用后红外云团进行了测试，结果表明，红外面源诱饵材料在引燃后能保持较为稳定的燃烧状态，空中引燃抛撒后形成了一定面积的有效红外干扰云，并且上升时间、持续时间、辐射强度和辐射面积满足面源红外诱饵的使用需求。较自燃型面源红外诱饵，该型诱饵形成的红外干扰云具有更加良好的整体聚集性和气动悬浮性。     

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.     

热成像装置的扫描方式、研制现状及发展动向

热成像装置的结构是由其所要完成的任务来决定的。可是,如考虑到固体和热辐射的物理特性以及大气状态,那么,在常温(300°K=27℃)下使用10μm波段的热成像装置进行目标搜索特别有效。其原因如下:1.热辐射在8～14μm 波段大气中的透过率很大(称为大气窗口);2     

碳纳米管涂层红外发射率的研究

研究环氧树脂基碳纳米管涂层在2～5.6、8～12μm波段内的平均发射率,分别考察单壁碳纳米管(L-SWNT-1*)和多壁碳纳米管(L-MWNT-10)在上述两个波段内发射率随温度、碳纳米管浓度的变化。研究结果表明:随着温度的升高,实验所用碳纳米管涂层在上述两个波段内的平均红外发射率随之降低;随着碳纳米管浓度的增加,在常温下,涂层的红外发射率变化不大,稍有增加的趋势,而在80℃时却有明显的降低趋势。说明碳纳米管具有一定的高温红外隐身特性,且碳纳米管在短波2～5.6μm比在长波8～12μm其发射率具有更明显的负温度系数效应。     

碳纳米材料红外图像遮蔽特性研究

碳纳米材料是一种新型材料,具有尺度小、重量轻、导电及吸波性能好等特点.为了探索碳纳米材料在干扰红外成像制导武器方面的应用,利用大型烟幕箱研究了碳纳米管、纳米碳纤维、纳米石墨几种碳纳米材料对8～12 μm波段红外图像的遮蔽特性.结果表明,碳纳米材料对红外辐射由于吸收和散射双重作用,具有很好的远红外消光作用,质量消光系数最小和最大值分别为0.8884 m2·g-1和2.6226 m2·g-1.     

可见光、红外及毫米波(94GHz)的大气衰减特性

着眼于比较2个红外波段(3～5μm,8～13μm)和94GH_7毫米波段的雨衰减特性,给出了雨的模型实验结果。     

光谱法研究膨胀石墨红外波段复折射率

具有良好消光性能的膨胀石墨可用作红外/毫米波复合无源干扰材料,复折射率是研究其消光性能的重要参数.采用压片法分别对膨胀石墨压片在0.24～2.6 μm和2.5～25μm波段的反射光谱进行了测试.结合所测光谱数据,利用Kramers-Kronig(K-K)关系和Bruggemen有效介质理论对膨胀石墨5～10μm波段的复...     

锑化物二类超晶格红外探测器

本文主要展示了近几年来该课题小组在InAs/GaSb二类超晶格红外探测器领域取得的一些研究成果,如在短波波段(1～3μm)、中波波段(3～5μm)、长波波段(8～12μm)、甚长波波段(14μm)等单色器件的成果,以及双色InAs/GaSb二类超晶格红外探测器方面的成果,如短/中波双色、短波/甚长波双色,长波/甚长波双色红外探测器等单管器件。除此之外,还展示了384×288中波波段InAs/GaSb二类超晶格红外焦平面探测器组件。     

NiO掺杂的纳米ZnO的制备及其红外光谱特性

为了寻求新的适用于飞行器隐形的吸波材料,针对Zn0的红外光谱特性,采用燃烧法制备氧化镍( Ni0)掺杂的纳米Zn0.通过XRD物相分析测试可以确定样品是由斜方（正交）六面体的Ni0和六方晶体结构的Zn0组成,并有部分镍替代了锌的位置,形成了有效掺杂;通过透射电镜测试可确定样品的颗粒尺寸在30 nm左右;通过红外光谱测试,可以确定样品在中远红外波段存在较宽的吸收带(6.89～16.7 μm),该吸收带完全覆盖军事上雷达的中远红外波段(8～14 μm)。