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%。     

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10.6 μm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.     

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。     

超细赤磷的安定性及发烟剂烟幕对10.6 μm激光的消光性能

采用无机-有机双层微胶囊包覆法对超细赤磷进行处理,研究其安定性,将处理后的超细赤磷与氧化剂等混合配制成发烟剂,测定其烟幕对激光的消光性能。结果表明,超细赤磷包覆后安定性大大提高,其烟幕对10.6μm激光具有优异的遮蔽效果,透过率降到14%以下。     

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.     

壳核型微球对10.6μm激光消光研究

采用悬浮法制备了PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）微球并对其进行了水选分级，获得了5种粒径范围的样品，用非电沉积法在微球表面镀覆了金属镍或银，测试了它们对10．6μm激光的消光能力。结果表明：镀金属微球的质量消光系数大于PMMA微球，镀镍微球对激光的消光能力优于PMMA微球及镀银微球，粒径小于5μm的效果最佳，质量消光系数达0．195m^2／g。由镀金属微球组成的复合烟幕对激光的衰减率大于99%，留空时间长。     

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。     

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.     

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。     

Ni2O3/CuO/Sb2O3:SnO2下转换材料光谱特性试验研究

以氧化锡为主要材料,掺杂过渡元素氧化物,采用高温烧结法制备了在1.06 μm处具有激光吸收性能的下转换粉体材料.对材料的1.06 μm激光吸收性能、晶相结构、表面形貌以及光谱下转换位移进行了表征.最后,将合成材料制备成涂料样品,测试1.06 μm激光吸收性能.结果表明,该材料对1.06 μm激光具有较高的吸收性能.     

激光消光干扰烟幕剂研究

为减弱烟幕对激光信号的散射,首先确立了激光后向散射率的烟箱测试方法,筛选了碳黑等基材,形成了以碳黑-2为主的激光消光干扰烟幕剂的初步配方.结果表明:若与磷基、铜基发烟剂等混合配比,可以进一步扩展该剂的干扰波段,使烟幕达到最佳效果.     

镍粉对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

研究了不同粒径(1μm、3μm、5μm)与含量的镍粉对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。燃速测试结果表明:镍粉能有效提高RDX-CMDB推进剂的燃速。1~10MPa下,添加1.5%的3μm镍粉的RDX-CMDB推进剂燃速最高。火焰结构照片显示RDX-CMDB推进剂体系中加入镍粉,燃烧火焰面积大大增加,且降低了暗区厚度。1MPa下的燃烧波温度分布曲线结果显示镍粉的加入对推进剂的燃面温度无较大影响,但是绝热火焰温度大幅度地提高。     

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。     

疏水纳米SiO2改性鳞片石墨的流动性及红外干扰性能（英）

为研究疏水纳米SiO₂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SiO₂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3~5 μm 和8~12 μm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SiO₂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。     

杨木纤维/镍铁氧体复合中空微管的制备及吸波性能

采用化学离析法制备杨木纤维,高温烧结形成杨木纤维碳材;Sol-gel法制备杨木纤维/镍铁氧体复合中空微管和镍铁氧体纳米粉料。利用XRD,SEM和矢量网络分析仪对3种样品的结构、形貌和吸波性能进行表征。结果表明:复合微管长度约为100μm,直径约为5μm,包覆的镍铁氧体层厚度约为1.5μm;复合微管的吸波性能远高于纳米粉料和杨木纤维碳材料,其在(2～18)GHz内的最大反射损耗达-30.4 dB(10.6 GHz),反射损失低于-10 dB的频率为(5.8～13.6)GHz。与已有研究结果比较,复合微管材料具有较低的质量分数和更宽的吸波频带。     

层状超分子烟幕材料红外干扰性能研究

采用水热合成法制备不同粒径的碳酸根插层水滑石(Mg Al-CO3-LDHs),经过硬脂酸表面疏水改性,最终制备得到具有疏水性的层状超分子烟幕材料。利用XRD、SEM、FTIR等手段进行结构表征,并采用烟箱对其红外干扰性能进行研究。结果表明:7~10μm的层状超分子烟幕材料在3~5μm和8~14μm的红外辐射具有显著的衰减效应,经过助剂复配后衰减率可达95%以上;此外,层状超分子烟幕材料还具有非导电、易清洗、绿色环保等优点,有望成为新一代抗红外烟幕材料。