低光泽度标准板的研制

光泽度有镜面光泽度、对比光泽度等,目前国际上通用的是镜面光泽度。镜面光泽度是一个心理物理量,它指的是在相同条件下,经测量表面反射后进入镜面反射方向上的规定孔径的光通量与标准镜面反射表面反射的光通量之比。根据标准板的材料,以70光泽单位为界线,可将镜面光泽度分成高、低二档,相应的标准板称为高光泽度标准板和低光泽度标准板。我们以氧化硅陶瓷为材料研制出了低光泽度标准板。本文介绍该板的技术要求及工艺方法。     

国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心

电磁辐射控制材料是指通过与电磁波相互作用,能够调控电磁波传导、吸收和反射特性的材料,主要包括红外辐射控制材料、射频及微波辐射控制材料等。射频及微波辐射控制材料是高密度电子集成的重要支撑材料,红外辐射控制材料则应用于智能建筑节能、汽车隔热及电子设备的热量管理等。此外,作为隐身材     

在轨卫星红外辐射周期性特征建模与计算

卫星红外特征的研究对于卫星红外探测与识别以及卫星红外隐身设计都具有重要意义。论文首先计算了卫星的轨道辐射热流,接着计算了卫星各个表面的温度随轨道运行周期的变化,在此基础上计算了卫星各表面的自身辐射的红外辐射以及反射环境的红外辐射,由此建立了计算卫星红外周期性特征的数理模型,并以某轨道上六面体卫星为例,数值计算了卫星六个不同表面在中红外和远红外两个大气窗口的周期性红外辐射特征,相关结果可为卫星红外探测识别以及红外隐身设计提供参考数据。     

复合材料表面双向反射分布函数实验研究

为研究泡沫铝、铝基石墨纤维、镁基石墨纤维和碳纤维铝等特种复合材料的表面红外辐射及散射特性,测量了其表面双向反射分布函数(BRDF)值.利用自行研制的双向反射分布函数(BRDF)测试台,分别在0.6328、1.34、3.39 μm波段下,测量了上述材料在不同入射角下的表面双向反射分布函数值.实验结果表明:各种复合材料表面在可见光(0.6328 μm)波段的BRDF值分布在O.3区域内,且多呈镜反射状态;而在近中红外(1.34 μm和3.39 μm)波段的BRDF值分布在0.08区域内,呈现出一定的漫反射特征,且分布强度比可见光波段低很多,反映出各表面对各波段的吸收率不同.     

红外辐射材料的研究现状与发展趋势

对当前红外辐射材料的两大研究热点，一是民用领域的高发射率红外节能材料，二是国防用途的低发射率红外隐身材料的研究现状作了综述。从角度对影响红外材料辐射性能的因素作了探讨，分析了红外辐射材料的发展趋势。     

高红外透过率材料结合辐射供冷系统的研究进展

针对辐射供冷系统存在结露风险且供冷能力不足的问题,利用高红外透过率材料以增大系统中供冷表面与人体间的辐射传热量,近年来已成为相关领域的研究热点.本文概述高红外透过率材料结合辐射供冷系统的研究进展,回顾我国高红外透过率材料的发展,对应用于辐射供冷系统的材料选择给出建议,并对此研究方向的应用及发展前景进行展望.     

双波段红外隐身技术研究

研究了红外辐射率对双波段红外隐身效果和辐射温度的影响.结果表明,当材料的辐射率降低到0.50左右时,足以满足目标的红外隐身要求;相同辐射率目标中远红外的辐射温度不同,中红外辐射温度比远红外辐射温度低,目标红外辐射率越低,中远红外辐射温度差就越大,且目标中远红外波段辐射温差为目标表面辐射率的函数;为了获得良好的双波段红外隐身效果,目标所处背景宜选择那些具有不同辐射温度的斑驳背景.     

卫星多光谱信号的仿真研究

卫星的红外和可见光信号的特征取决于外部太阳辐射光源的状况,与卫星的运动和姿态确定方式密切相关.按照基本的物理原理对可见光波段卫星红外和光学信号的建模,根据卫星与太阳、地球和传感器的相对位置关系和材料表面光学特性来计算卫星的光学信号.在轨道计算和坐标变换过程中,建立太阳翼对日定向的数学模型来考虑卫星运动和姿态的变化.卫星表面材料的光学特性使用了S-R双向反射分布函数(BRDF)模型,并推导了考虑直接反射和间接反射红外和可见光信号的计算公式.最后,采用太阳同步轨道的轨道根数进行模拟计算,得到了模型卫星辐射强度的分布和辐射亮度序列灰度图像,并分析了卫星红外和可见光信号的特征.     

热红外自发辐射偏振特性分析以及验证实验

光波经过反射后具有偏振特性,目前研究表明热红外自发辐射也具有偏振特性。本文结合基尔霍夫定律以及菲涅耳公式对热红外自发辐射偏振特性进行了初步的理论分析和建模仿真。在低温环境下,采取遮挡措施,进行了热红外自发辐射偏振特性的验证实验,对不同表面状态铝板以及太阳能电池板进行了自发辐射偏振数据的采集。实验结果表明:热红外自发辐射具有偏振特性,并与仿真结果具有一致的变化规律,热红外辐射偏振特性受目标表面粗糙度、材料影响并随着发射角的增加,偏振度不断增加。     

工程材料研究中科学问题的思考

在不少场合下,航天用工程材料处在极端条件下工作,这就对材料提出许多特殊的要求,虽然国内外有一定的研究积累,但对更精确的模型和符合特定材料的损伤的状态方程,有待深一步研究。如高级弹头再入时气动加热和粒子云侵蚀以及两者耦合效应引起弹头防护材料增大后退量的问题;空中垃圾和微流星的高速碰撞对航天器的威胁;特别是核爆和激光武器对材料的损伤和破坏,实质上是辐射引起的热击波层裂破坏,这些都属于超高速碰撞对材料的响应问题。天线罩材料、吸波材料、红外隐身材料、电磁屏蔽材料都是具有不同波长电磁波的电磁功能材料,它们对固体介质的穿透、吸收、反射等会产生响应,不同的电磁功能材料,其宏观性能的物理参量不同,但有几个参量是通用的,如介电常数、磁导率和损耗角正切,搞清这些参量与材料微观结构的关系,可以为材料设计和材料创新提供科学依据。     

红外隐身材料及与雷达隐身材料兼容的理论与实现

本文从粒子与红外辐射相互作用的微观物理机制和辐射传输方程出发，对红外隐身涂层的的发射率原理进行了探讨；分析了金属、半导体以及极性材料作为低发射率颜料粒子的特性；指出了与雷达隐身材料兼容的低发射率红外隐身材料的发展方向，以及实现红外隐身与雷达隐身兼容的技术途径和方法。     

纳米红外辐射材料的研究现状

综述了当前纳米红外辐射材料的研究现状，强调了在理论和实践上寻求调控材料红外特性的方法和途径。     

用于红外和雷达波隐身的水泥基复合材料

红外和雷达波隐身主要是通过降低目标的红外辐射信号和雷达回波信号来提高目标的隐蔽性。将相变材料与炭黑封装为相变单元,并将其与膨胀珍珠岩-磁粉/水泥复合材料结合,研制出一种兼具红外和雷达波隐身的双功能水泥基复合材料,对其吸波性能和热性能进行试验与仿真研究。结果表明：炭黑对相变材料相变温度的影响较小,潜热仅降低了约1.9%;500次冷热循环后,相变材料的潜热留存率为78.3%,循环稳定性较好。相变单元和膨胀珍珠岩均可以提高水泥基复合材料的吸波能力,且反射损耗在-5～-15 dB可调。相变单元通过吸收大量热量来降低目标外表面温度,削弱红外辐射。相变材料的加入会增加水泥基复合材料的热导率,但相变材料高储热密度和珍珠岩低热导率的共同作用使得水泥基复合材料的隔热效应更加显著,从而降低目标的红外辐射信号。仿真结果表明：磁损耗仅出现在水泥基体中,相变单元通过电阻损耗来影响水泥基复合材料的吸波性能。热量传递在相变单元处受阻,传导热通量在相变单元边缘处的传输过程出现弯曲。当相变材料相变完成后,热量趋于均匀分布。因此,水泥基复合材料可通过损耗电磁波来降低雷达回波信号,通过相变材料吸收目标的热量来降低红外辐射,...     

钡铁氧体的表面改性与红外隐身性能的研究

以硝酸铁、硝酸钡和柠檬酸为原料，采用溶胶．凝胶自蔓延法制得钡铁氧体。为使钡铁氧体具有红外隐身性能，利用化学镀工艺对其表面进行金属化改性可以得到表面完整包覆的导电粉末。借助于XRD、SEM等测试手段，对材料的晶体结构及表面形貌进行了观察和分析表征，利用FT-IR的漫反射系统对钡铁氧体及钡铁氧体表面改性材料的红外隐身性能进行测试，结果表明：所制得的钡铁氧体为M型钡铁氧体，在8～14μm的平均红外发射率为0．8542；而经过表面改性后的钡铁氧体，在8～14μm的平均红外发射率为0．5910，具有良好的红外隐身性能。     

红外隐身防护材料研究进展

目的 综述近年来国内外先进的红外隐身防护材料技术的研究进展,并对红外隐身材料的未来进行展望。方法 从红外探测技术与红外隐身原理出发,着重介绍低发射率材料、控温材料、新型智能红外隐身材料以及协同复合材料等一系列有优异性能的材料。结果 红外隐身可通过降低物体表面温度及降低物体表面辐射率来实现,依据这两方面原理研制的红外隐身防护材料具有良好的隐身效果。结论 不同种类的红外隐身材料具有不同的特点,已广泛运用于军事装备、织物等方面,但依然存在一些不足,未来要针对不同应用环境要求进一步优化,以期满足现代化战争需求。     

跟踪式偏振光三角法测头

针对三角法测量的不足,设计了一种跟踪式偏振光三角法测头。对三角测量法的理论分析表明减小测量范围能提高测量精度。测头结合表面跟踪方法与三角测量法,跟踪使测量范围不受限制;仅在小范围内进行三角法测量,测量精度大大提高。对金属表面的反射特性进行了分析和推导,得出镜面反射与漫反射具有不同的偏振特性。通过偏振滤光减少了镜面反射光对测量的影响,从而降低了对被测表面材质的要求。本文给出了测头结构和工作原理。试验表明,测头能测量镜面反射较强的金属表面,测头可自动跟踪表面,并可结合测距仪实现表面形状的高精度测量。     

存在镜面反射时的双目立体匹配

传统的立体匹配方法建立在Lambertian的漫反射模型之上,漫反射模型的立体匹配在一个图像的大多部分是有效的,但是在处理图像中包含镜面反射的部分时结果会产生严重的匹配错误。笔者利用漫反射和镜面反射在灰度和最大色度上的不同,分离出镜面反射的像素,然后采用一种针对镜面反射的匹配测度,在图像中漫反射部分和镜面反射部分都能匹配得到正确的视差。结果证明了方法的有效性。     

MXene的红外特性及其应用研究展望

MXene是一大类二维过渡金属碳氮化合物,其丰富的组分、二维原子层结构、金属电导和活性表面等特性使其与不同波段的电磁波(可见光、红外、太赫兹、微波波段等)产生独特的相互作用,并衍生了多种电磁功能应用。在红外波段, MXene具有宽域的红外辐射特性,活性表面使其具备可调的红外吸收。近年来, MXene的上述性质引起了广泛研究兴趣。本文首先对不同MXene组分的本征红外辐射特性及调控策略进行了系统总结,并简要介绍其代表性红外应用,重点讨论MXene在这些应用中的贡献和作用机制,包括红外识别/伪装、表面等离激元、光热转换、红外光电探测等。最后,对MXene红外功能应用的未来发展方向进行了展望。     

Fe2O3—堇青石系红外辐射陶瓷的结构,性能及应用

用常规固相反应烧结法制备出Ｆｅ２Ｏ３－堇青石系高效常温红外辐射陶瓷材料。研究了材料的微观结构，发现结构上的变化，导致辐射性能下有了很大的提高。从而拓展了堇青石系红外辐射陶瓷材料的应用领域。     

纳米SiO2多孔陶瓷的绝热性能

本文制备了纳米SiO2多孔陶瓷材料,并引入红外遮光剂提高其在高温下的绝热性能。利用场发射扫描电镜、比表面积及孔隙度分析仪、傅里叶红外分析仪和背温试验等方法对该材料的微观结构及绝热性能进行分析,并重点研究了红外遮光剂的作用机理。当添加质量分数为20%、平均粒径为1.07μm的六钛酸钾(K2Ti6O13)作为遮光剂时,试样的最大有效消光系数从19.5m2/Kg提高到60.6m2/Kg,热面温度为600℃的试样的背面温度从252℃降低到148.9℃。红外遮光剂的加入能有效散射和反射红外辐射,显著提高试样的有效消光系数,改善该材料的高温绝热性能。