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%。     

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。     

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。     

烟幕红外遮蔽性能的实验研究

介绍了烟幕红外遮蔽性能测试系统的原理、方法及实验仪器设备，给出了四种发烟剂的红外全波段的连续光谱图，并对影响烟幕红外遮蔽性能的诸因素进行了分析讨论，对发展弹药技术，实现电子对抗有较好的参考价值。     

赤磷发烟剂/铜粉及其复合烟幕对红外热像仪的干扰性能研究

为了提高赤磷发烟剂对远红外热像仪的干扰效果,选择赤磷发烟剂与铜粉发烟剂复合的方法,采用SC7000远红外热像仪在烟箱中测试了赤磷发烟剂、铜粉发烟剂及其复合烟幕对远红外热像仪的干扰效果。研究表明:将2.73g赤磷发烟剂分别和2.73g、5.46g、8.19g和10.92g的铜粉发烟剂复合,复合烟幕对7.7～9.3μm波段热像仪的透过率从49.6%分别降低到20.1%、13.0%、7.3%、6.0%;复合烟幕对热像仪图像的干扰效果也有很大的提高。     

爆炸分散型复合干扰发烟剂使用技术研究

研究了复合干扰发烟剂中HG94磷基发烟剂和FY红外干扰发烟剂的配比和使用技术，并测试了烟幕性能。试验表明采用HG94磷基发烟剂与FY红外干扰发烟剂重量比为2：1，装药结构采用FY红外干扰发烟剂在上，HG94磷基发烟剂在下，复合干扰发烟剂与炸药重量比为40：1时，分散后不仅对可见光有良好遮蔽效果，而且对激光、中、远红外光也具有良好的干扰作用。     

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。     

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％。     

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。     

多组分发烟剂配比对烟幕多波段遮蔽效果的影响

设计了多组分发烟剂,以某型装填结构为基础,通过烟箱及外场试验方法,测试组分不同配比时烟幕对各波段的遮蔽效果,进一步分析得出药剂组分配比对烟幕遮蔽效果的影响规律,以及最佳组分配比.本研究为其它同类装备的设计提供参考.     

以气凝胶为夹层的复合结构抗弹性能研究

对气凝胶分别与防弹纤维、SiC/Al复合材料和陶瓷组成的复合靶板进行靶试试验,研究气凝胶作为夹层时复合结构的抗弹性能。结果表明：当防弹纤维后面加上气凝胶夹层后,强度较低的气凝胶夹层使防弹纤维面板的变形有了很大的扩展空间,复合靶板吸收弹头动能的能力大幅提高,同时可以有效防止弹头的非贯穿性伤害。SiC/Al复合材料后面加上气凝胶夹层后,复合靶板的抗弹性能提高不明显,但可以大幅提高复合材料受到冲击后的完整性。当气凝胶作为夹层放置在陶瓷面板后面时,陶瓷面板由于没有足够的支撑作用而发生弯曲破坏,反而导致整个复合结构的防弹能力降低。     

颗粒型Mg/PTFE/NC药剂的红外辐射特性研究

为提高Mg-PTFE红外诱饵剂的燃烧辐射面积、降低辐射强度,采用溶剂挥収法制备Mg/PTFE/NC颗粒型药剂,研究颗粒药剂的红外辐射性能。结果表明:对比等质量粉状药剂,颗粒药剂的辐射面积平均增大60%,平均辐射强度减小了80%。药剂粒度由690.6μm增大到1 048.3μm,平均辐射面积由139.51cm2增大到172.83cm2,平均辐射强度由2.89 W·Sr-1增大到4.56 W·Sr-1;随着Mg-PTFE在颗粒药中的质量分数增加,辐射强度增大,而辐射面积变化不大。     

小波分析法在红外烟幕面积评估中的应用

分析了当前红外遮蔽烟幕干扰面积和遮蔽率测试方法的主要问题,引入小波分析思路,利用多分辨分析方法将红外烟幕图像分割成多幅不同分辨率图像,组成层次式数据结构,然后利用小波变换的图像边缘检测算法画出烟幕云团边缘曲线,求出封闭曲线内面积,即可得到烟幕有效干扰面积和遮蔽率分布状态。这种方法解决了综合评定烟幕性能的若干问题,为研制烟幕弹或发烟装置提供了一种分析方法或思维方式。     

短切碳纤维云团对毫米波/红外复合干扰性能影响

为了研究短切碳纤维云团对毫米波/红外的复合干扰性能,构建了实验测试平台。在静风条件下进行了1.5 mm/4 mm碳纤维爆炸分散实验。研究了爆炸分散云团形成过程。测试并分析了云团对3 mm波、8 mm波和8~14μm红外的干扰性能。结果表明,爆炸方式能够有效分散短切碳纤维。在实验的弹体结构和装填参数条件下能够形成稳定的烟幕云团,呈现优良的毫米波/红外复合干扰性能。对毫米波和红外的最大衰减大于95%。对3 mm波的有效作用时间(单程衰减分贝数≥5.2 d B)不小于1 min,对8 mm波能达到30 s以上,对红外靶标的有效遮蔽时间(衰减率≥85%)大于20 s,碳纤维长度的变化对毫米波干扰性能影响较大。     

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。     

弹用红外干扰发烟剂研制

对铜基红外干扰发烟剂的配方及影响配方性能的主要因素进行了实验研究，并对其性能进行了测试。结果表明，该发烟剂不仅对中、远红外光具有优良的干扰能力，而且对可见光、激光也具有良好的遮蔽能力。该发烟剂还具有装填密度大，不导电，耐高、低温性能、相容性和稳定性能良好等特点。     

基于红外定量分析方法检测烟幕粒子质量消光系数

烟幕粒子的质量消光系数是表征其遮蔽能力的重要参数。本文提出运用红外傅立叶变换光谱仪检测微粒红外吸光度，该技术基于红外定量分析原理，无需使用烟箱装置，在实验室内即可完成对新型气溶胶粒子消光性能的快速测试和评估。将一定质量的粉末样品均匀地分散在某种有机溶剂中，制作成悬浊液，运用红外光谱仪扫描后得出相应的吸收谱图。通过分析、计算求出粒子在测试波段的质量消光系数，所得结果与烟箱试验数据吻合较好，从而证实上述测试方法准确、可靠，测试成本较低，可用于新型烟幕材料衰减性能的初步鉴定、评判，是传统测试技术的辅助和补充。     

铜基红外干扰发烟剂性能影响因素

重点研究了铜粉粒度、铜含量、添加剂及配方组成和配比等因素对铜基发烟剂红外消光性能的影响，同时也研究了包覆剂及制药工艺对发烟剂性能的影响。并且对测试结果及相关问题进行了分析讨论。     

红外干扰弹干扰性能测试系统

为了在红外干扰弹交付过程中评价干扰效果,设计了红外干扰弹干扰性能测试系统。系统由目标、非制冷热象仪、配有专用视频采集卡的笔记本电脑、打印机等硬件组成。系统对热象仪输出的模拟视频信号进行采集和录制,经计算机程序转换为有序的图像系列,再进行分割处理、初步比较和精确计算,输出烟幕的面积、形成时间和持续时间,对烟幕的干扰效果进行评价。实践证明,该系统能较好地测试红外干扰弹干扰效果,解决了红外干扰装备在生产、验收过程中成品干扰性能测试问题。