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.     

燃烧型炭黑烟幕红外遮蔽性能研究

简要介绍了燃烧型炭黑烟幕的形成机理及其生成特性,并对几种红外发烟剂形成的红外烟幕进行了热图像测试、对比和分析,证明了其对3~5μm、8~12μm波段具有良好的遮蔽性能,同时化合物含碳量、燃烧速度及温度又是影响炭黑生成量的主要因素。     

红外烟幕对不同波长激光遮蔽性能外场评估的数学模型

根据辐射传输理论，导出了波长为λ１、λ２的入射光辐射在同一介质场相同传输路径条件下传输时其消光系数的特定关系，利用这一关系，如果测试时不同计测试场内空气对激光传输的影响，那么可在外场只测试红外烟幕对波长为λ１激光遮蔽性能的情况下，在实验室推导出该烟幕对波长为λ２激光的遮蔽性能，从而解决了外场难以运用同一烟幕场对不同波长激光的遮蔽能力进行评估的技术难题。     

用红外成像技术外场研究红外烟幕的遮蔽性能

根据红外成像技术测量原理,提出了直接把遮蔽目标作为靶标研究红外烟幕对红外成像系统遮蔽性能的方法,分析了外场试验的条件,建立了相关的数学模型,并对如何评估烟幕的遮蔽效果进行讨论.     

先驱体成型对膨胀石墨激光消光性能的影响

可膨胀石墨是制备膨胀石墨(EG)的先躯体,压柱成型会对其膨胀所得EG的激光消光性能产生影响。为了优化其成型参数,将先驱体可膨胀石墨(GIC)采用不同压强压制成药柱,对其热膨胀特性及膨胀后所得EG的膨胀体积(EV)、蠕虫形貌、微观结构以及对1.064 m激光的消光性能展开了研究。结果表明:相较于松散态,成型GIC先驱体所制备的EG蠕虫变细、变短,孔隙率降低;成型压强由0 MPa增至50 MPa,其EV由356 ml/g减小到216 ml/g,所得EG对1.064 m激光的质量消光截面M由0.18 m2/g减小到0.04 m2/g,且在20～40 MPa时EV变化率仅为10.6%,M变化率同样很小。显然,存在对 EV及M影响较小的压强范围,因此,在EG工程应用中,为满足尽可能大的装药密度,GIC成型可考虑选该压强范围的上限值。     

膨胀石墨对红外/毫米波复合干扰平均消光参数计算

将膨胀石墨蠕虫近似为圆柱体,通过T-矩阵方法计算在3mm/3μm和8mm/8μm波长处平均消光参数,得到了平均消光参数随柱体长度和折射率的变化规律,对膨胀石墨在红外/毫米波复合干扰中的使用有一定的指导意义.     

人造雾的红外遮蔽性能试验研究

针对当前红外无源干扰烟幕在宽广地域伪装方面存在的技术难题,提出造雾剂造雾是实施大面积无源干扰的较佳方式.讨论了造雾剂造雾的原理,研究了在不同温度和相对湿度条件下不同造雾剂成雾的微物理特征和红外遮蔽效果.结果表明,当相对湿度较大、温度较低时成雾的含水量大,对可见光和红外的遮蔽效果较好.当可见光能见度<1m时,对25m处的人员靶标有较好的红外遮蔽效果,热像图上40m的人员靶标不能识别.     

水雾的红外遮蔽性能测试及分析

测试和比较了天然雾、造雾剂成雾、超声波水雾等不同雾型的红外遮蔽效果,并结合雾的微物理性能特点分析了红外衰减性能差异产生的原因。结果表明天然雾的红外遮蔽性能有限;造雾剂可见光遮蔽效果优良,成雾的雾滴粒度小、数密度大,但含水量较小,红外遮蔽效果不明显;超声波水雾的雾滴粒径大、含水量大,雾幛的红外遮蔽效果突出。     

水雾对红外光谱遮蔽衰减特性研究

从理论上简要阐述了水雾对红外光谱的遮蔽衰减特性,用朗伯—比尔定律描述、分析了红外光谱在辐射传输过程中辐射经水雾吸收和散射后的能量变化.同时用米氏散射理论解释、计算水雾粒子的散射系数、消光系数并考虑路径辐射过程其他因素的影响.并且通过检测评估说明了水雾对红外辐射能量的遮蔽衰减特性.     

红外/毫米波干扰一体化材料——膨胀石墨的研究动态

膨胀石墨能同时对红外和毫米波产生衰减,是一种具有潜在军事应用价值的红外/毫米波无源干扰一体化材料.在综述膨胀石墨制备方法的基础上,探讨了膨胀石墨作为无源干扰材料的战术使用方式及其对红外/毫米波的干扰机理,并对制约膨胀石墨军事应用的技术难点进行了分析和讨论.     

微米级可膨胀石墨的制备和表征

选择冰醋酸和浓硫酸为插层物质,从反应物配比、反应温度、反应时间、干燥温度等方面探讨了微米级可膨胀石墨的制备工艺,并对产品粒径、表面形貌和红外消光能力进行了表征.实验结果表明,选择合适的反应物,并控制好反应物比例、反应温度和时间以及干燥温度等工艺条件,即可制得符合要求的微米级可膨胀石墨,该石墨在中、远红外区比微粉石墨具有更好的红外消光能力.     

石墨涂层材料红外辐射率研究

以改性氟碳树脂为黏合剂,石墨粉为填料,制出了在红外波段具有较低辐射率的红外隐身涂料.研究结果表明,在黏合剂中加入质量分数为25%的石墨,且石墨粒径为2μm时,所制得的红外隐身涂料辐射率最低可达0.63.该涂层的附着力为一级,耐冲击性大于等于50kg·cm,耐酸碱性和耐盐水性能良好.     

抗红外烟幕遮蔽剂CuCl2-NiCl2-GIC的研究

采用定量混合法,以微粉石墨为主体材料合成出2、3阶CuCl2-NiCl2-GIC,应用XRD技术对其层间结构进行表征,结果证实所得产物以混阶形式存在,其中2、3阶CuCl2-NiCl2-GIC的特征层间距为1．474nm和1．753nm。用扫描电镜观测样品的表观形貌,并进行选区成份分析。通过考核CuCl2—NiCl2—GIC的粒度分布、沉降速度及质量消光系数,证实该物质对工作在红外波段的军用电子器材具有良好的干扰功效。     

具有厚壳结构的海面目标红外热像模拟

在原有的一般海面目标几何模型基础上通过面元拉伸的方法,实现了具有厚壳结构海面目标的几何构型建模,建立了体结构的非稳态热传递物理模型,并实现了数值计算和图像模拟,获得了理论模拟的红外热像。     

基于集成黑体法的1 000~1 500℃石墨材料高温红外光谱发射率测量

建立了基于集成黑体法的材料高温红外光谱发射率测量理论模型,重点讨论了不等温集成黑体空腔有效发射率、观测因子、样品材料外推温降因素的影响。基于集成黑体法搭建了以傅里叶红外光谱仪为红外辐射探测系统的高温红外光谱发射率测量装置。基于蒙特卡罗光线追迹法数值开展了集成黑体有效发射率数值模拟,并进行了实验验证。讨论了辐射源尺寸效应、光谱响应度线性度等非理想因素对集成黑体法高温光谱发射率测量的影响。开展了石墨材料在1 000℃、1 300℃、1 500℃的红外光谱发射率实验研究,并与已公开发表的测量结果进行了比对。本文结果与文献数据优于5%的良好一致性,验证了集成黑体方法在高温发射率测量中的可行性。     

红外目标模拟技术

分析了目标红外辐射特征,进行了外场等效红外信号源参数计算,阐述了外场红外目标模拟系统的构建,依据外场等效红外信号源参数的分析计算,确定了红外外场目标模拟系统的主要参数,介绍了红外目标模拟系统组成及工作原理。研究表明,该系统能够充分体现红外系统在外场测试的目标特征,可作为红外系统外场性能检测的重要手段。     

热成像法定量测试红外干扰剂遮蔽效果

从红外辐射理论和热成像仪工作原理出发,得到了烟幕类干扰剂对热成像系统遮蔽效果的定量测试方法以及相应计算公式.该方法基于辐射亮度的相对测量,无需黑体,直接以面源型被遮蔽目标为靶标,简易快速,既能直观可视地评价遮蔽效果,也可以定量表征遮蔽率.外场试验结果表明,该测试方法所得定性与定量结果一致性较好.     

基于石墨纳米材料的电磁诱导势阱效应的室温太赫兹探测研究

基于石墨纳米材料,成功制备金属-石墨-金属结构电磁诱导势阱效应室温太赫兹探测器,实现了高性能的室温太赫兹探测。器件在0.035 THz的响应率达到20 kV/W,在0.1673 THz的响应率达到11 kV/W,器件在0.035 THz的噪声等效功率达到1.25 ,在0.1673 THz的噪声等效功率达到2.27 。我们的研究结果为石墨烯太赫兹探测器提供新的思路。     

鳞片石墨粒子红外消光性能数值计算

利用离散偶极子近似（DDA）方法计算了圆形鳞片石墨粒子对中远红外消光性能与波长、圆片直径和厚度等的关系,结果表明,片径3～4mm的圆形鳞片石墨粒子（厚度为直径的1/10）对中远红外的消光性能较好,散射作用大于吸收作用,圆片粒子的消光性能明显好于对应有效半径的球形粒子的消光性能,圆片厚度越薄,消光系数越大,并逐渐趋于最大值。