石墨烯红外波段复折射率及消光性能研究

石墨烯是一种新型二维纳米碳材料,在红外干扰方面具有很大的潜在应用价值,其红外消光特性值得深入研究。文中利用红外椭偏仪测量了石墨烯压片在红外波段的椭偏参数,计算得到其红外波段的复折射率,采用离散偶极近似(DDA)方法计算了石墨烯在2~14 μm波段的效率因子、消光系数与入射波长、粒子直径和厚度的关系。计算结果表明,石墨烯在2~14 μm波段具有优异的红外消光性能,其消光性能主要取决于材料的吸收性能,吸收作用大于散射作用,同时粒子对近、中红外辐射的消光性能明显好于远红外波段;消光效率因子和消光系数随波长增加逐渐减小;消光效率因子随粒子直径的增加而增大,近、中红外波段的消光系数大于远红外波段,其中直径0.25~1 μm粒子的消光系数最大,直径1~4 μm粒子的消光系数随直径增加逐渐减小,直径大于4 μm的粒子对各波段红外的消光能力受粒度变化的影响很小;消光效率因子随粒子片层厚度的增加逐渐增大,近、中红外波段的消光系数随厚度的增加有所减小,而远红外波段的消光系数受粒子厚度变化影响不大。     

纳米石墨烟幕对红外激光的消光特性研究

文中分析了纳米石墨作为烟幕干扰材料的吸波特性,在喷洒纳米石墨质量不同的情况下,利用烟幕箱测试了1.06μm和10.6μm两种波长激光透过率与时间的关系曲线,用滤膜称重法测量了纳米石墨烟幕在不同时间段的质量浓度,从而测得了纳米石墨对两种红外激光的平均质量消光系数,分别为1.2791m2·g-1和1.0252m2·g-1,表明纳米石墨对红外激光具有显著的干扰效果.     

红磷烟幕中红外光谱和红外消光性能研究

在中型烟幕试验柜中测试了红磷烟幕的红外光谱和粒度分布,分析了红磷烟幕在7.4μm~13.8μm波段的红外透过率和消光系数.测试了红磷烟幕对10.6μm激光的质量消光系数.根据M ie理论计算了红磷烟幕粒子对该波段红外的散射、吸收和消光效率因子.结果表明,在中等湿度条件下红磷烟幕对8.2μm~11.0μm红外和入射功率为1.0W的10.6μm激光的质量消光系数分别为0.424m2/g和0.396m2/g.红磷烟幕在成烟后10m in~30m in时间内粒度分布在0.5μm~3μm.平均粒度较小的红磷烟幕对中红外辐射的消光主要是吸收作用,随着烟幕粒度增加,散射作用和消光效果逐渐加强.     

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>·g<'-1>和0.6187 m<'2>·g<'-1>.结果表明,膨胀石墨烟幕具有良好的红外消光和干扰效果,在红外对抗领域具有广阔的应用前景.     

纳米碳纤维烟幕红外消光性能研究

利用烟幕箱测试分析了纳米碳纤维作为烟幕干扰材料的红外消光性能.在容积为20 m3烟幕箱中喷洒20g不同尺寸分布的纳米碳纤维,通过测量激光透过率和烟幕浓度,得到纳米碳纤维对1.06μm和10.6μm两种波长的激光最大质量消光系数分别为2.1304m2·g-1和1.2362m2·g-1;利用红外热像仪通过对靶标图像的观测记录,表明纳米碳纤维烟幕在8μm～12μm波段也具有显著的红外图像遮蔽能力.     

石墨烯烟幕红外干扰性能研究

氧化还原法制备了石墨烯,用透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜、拉曼光谱、红外光谱等对石墨烯进行了表征,并在烟箱中对石墨烯烟幕的红外干扰性能进行了测试。结果表明,石墨烯烟幕对1.6～14mm红外连续光谱均表现出优异的消光能力,对3～5mm和8～14mm红外的质量消光系数最高达5.49 m~2/g和4.78 m~2/g,平均质量消光系数分别为3.91 m~2/g和3.25 m~2/g,干扰性能明显优于现有红外干扰烟幕材料。此外,石墨烯气溶胶悬浮性能良好,烟幕沉降速度不高于1.63×10~(-3) m/s。     

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。     

黑曲霉孢子红外波段消光性能研究

采用压片法对黑曲霉孢子2.5~15 m 波段的反射光谱进行了测量。针对采集的光谱数据,利用Krames-Kronig（K-K）关系对黑曲霉孢子2.5~15 m 波段的复折射率进行了计算。然后,根据Mie 散射理论求出了2.5~15 m 波段黑曲霉孢子质量消光系数,并对结果进行了分析和讨论。分析结果表明,在粒径r=1.2 m 时,黑曲霉孢子在2.5~15 m 波段的平均质量消光系数为0.68 m2/g,随着粒径的增大,平均质量消光系数单调减小;与常见无机物相比,黑曲霉孢子在2.5~15 m 波段具有较好的消光性能,而且在保证一定消光性能的情况下,黑曲霉孢子的粒径尺寸要求相对较宽。     

纳米TiN烟幕干扰激光和红外性能研究

在容积为20 m3的烟幕箱中,测试了30 g纳米TiN形成的烟幕对1.06μm激光、10.6μm激光、3～5 μm红外及8～12 μm红外的干扰性能,结果表明,纳米TiN烟幕对各波段红外辐射的遮蔽/干扰效果良好,质量消光系数均基本大于1 m2·g-1,与常规材料的烟幕性能比较表明,纳米TiN烟幕消光性能好,是一种能有效...     

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。     

对红外烟幕消光机理及性能的研究

烟幕作为一种无源干扰手段,具有"隐真"和"示假"的双重功能,在现代战争中的作用越来越大,应用频率也越来越高.因此,本文从红外烟幕的消光机理出发,在二流法下解辐射传递方程,从理论上对红外烟幕的消光性能进行了计算,并通过举例对消光性能进行了分析,为烟幕在光电对抗中的应用提供了一定的理论依据.     

对红外烟幕消光机理及性能的研究

烟幕作为一种无源干扰手段,具有"隐真"和"示假"的双重功能,在现代战争中的作用越来越大,应用频率也越来越高.从分析红外烟幕的消光机理出发,通过建立简化的计算模型,在二流法下解辐射传递方程,理论上对红外烟幕的消光性能进行了计算,并通过举例对烟幕的消光性能进行了分析.结果表明:理论计算与烟幕的实际消光性能比较吻合,为烟幕在...     

烟幕对红外激光传输的能量衰减研究

主要论述了发烟剂所形成的烟幕对1.06μm红外激光传输的能量衰减.研究了烟幕对红外激光传输的能量衰减机理,并在烟幕箱中进行了多种发烟剂对红外激光的能量衰减试验,试验结果表明,红外干扰发烟剂能显著地衰减红外激光传输能量.     

随机分布烟幕凝聚粒子对激光的消光特性研究

基于团簇-团簇凝聚(CCA)模型采用蒙特卡罗方法对随机分布的碳黑烟幕凝聚粒子进行了模拟,用离散偶极子近似(DDA)方法研究了该模型对激光的消光特性.研究表明:碳黑烟幕凝聚粒子对激光的消光特性受原始微粒数量及粒径的影响,粒子的凝聚将削弱烟幕的红外消光性能;当凝聚结构中原始微粒的数量一定时,存在使烟幕红外消光性能达到最大的原始微粒粒径.     

烟幕粒子粒度的分形特征及红外消光性能研究

以分形理论为基础,提出了一种表征烟幕粒子粒度特征的指标——粒度分形维数(D),研究了烟幕粒子粒度的分形特征.研究表明,烟幕粒子的粒度分布是分形的,烟幕中大颗粒占的比例越高,粒度分形维数越小,基于米氏理论的红外消光性能也越好.粒度分形维数(D)可用于表征烟幕粒子粒度分布的特征,为烟幕系统的研究提供了一种新思路.     

烟幕红外消光系数的热像仪测试

阐述了烟幕的消光原理,提出了红外消光系数是评定烟幕对红外消光性能的基本依据,简单介绍了3种红外消光系数测试方法,即傅里叶光谱仪测试方法、红外辐射计测试方法、热像仪测试方法。并对其中热像仪测试材料红外消光系数的方法进一步探讨,并指出,通过材料消光系数测试,热像仪可以对烟幕材料消光性能进行定量评价。     

石墨烯基纳米红外吸波材料的制备及消光性能研究

作为单原子厚度的碳材料,石墨烯因具有低密度、高比表面积和电子迁移率的特性,易于满足吸波材料所需的要求.目前,单一的吸波材料难以达到多波段、宽频带的吸收效果,为了拓宽其红外吸收频带,通过将氧化石墨烯与纳米γ-Al2O3复合,并采用水合肼原位还原制备石墨烯基吸波材料.利用Raman、XRD、FT-IR、EDX和SEM对复合材料的结构与形貌进行了分析,同时测试了烟幕对1.06μm激光和8~12μm波段的红外消光特性,结果表明,石墨烯基吸波材料对红外激光系统以及红外热像仪均具有一定的干扰作用.     

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。