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.     

纳米镍粉对1.06μm和10.6μm激光的消光性能研究（英）

在容积为20 m3的烟幕箱中测试了30 g纳米镍粉形成的烟幕对1.06μm和10.6μm激光的消光性能。其质量消光系数分别为1.542 m2.g-1、1.078 m2.g-1,沉降速度为1.035×10-3m.s-1,与常规材料的烟幕性能比较表明,纳米镍粉形成的烟幕消光性能好,悬浮时间长,是一种能有效干扰1.06μm和10.6μm激光的新型烟幕材料。     

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%。     

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.     

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。     

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.     

光谱法研究膨胀石墨红外波段复折射率

具有良好消光性能的膨胀石墨可用作红外/毫米波复合无源干扰材料,复折射率是研究其消光性能的重要参数.采用压片法分别对膨胀石墨压片在0.24～2.6 μm和2.5～25μm波段的反射光谱进行了测试.结合所测光谱数据,利用Kramers-Kronig(K-K)关系和Bruggemen有效介质理论对膨胀石墨5～10μm波段的复...     

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。     

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。     

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。     

超细石墨插层化合物的制备及性能测试

以浓硫酸和重铬酸钾为强氧化剂,对2—5μm微粉石墨进行了浓硫酸和冰醋酸插层。通过控制反应物之间的比例,可制各出膨胀容积为7．6～13．6mL/g的超细石墨插层化合物。应用FTIR光谱仪和大气采样器研究了产物的红外消光能力和空中飘浮能力。结果表明,该产物与原石墨、市售可膨胀石墨相比有较大的空中飘浮能力及红外遮蔽能力。     

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。     

8-14μm波段红外烟幕透过率的测试与修正（英）

为了减少烟幕温度对8-14 μm波段烟幕透过率的影响,分析了有红外辐射源和没有红外辐射源的燃烧型红外烟幕的透过率.结果发现两种情况下5 g发烟剂被点燃后的透过率分别是40%-50% 和15%-20%,燃烧形成的红外烟幕导致烟幕云团具有很强的红外辐射.为此提出了减差修正法,烟幕的透过率通过减去没有红外辐射源时的透过率得到修正,5 g发烟剂的透过率减小为25%-35%.     

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.     

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。     

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。     

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。     

改性膨胀石墨衰减红外/毫米波性能研究

为提高膨胀石墨的红外/毫米波衰减性能,采用化学镀铜和掺杂二茂铁两种方法对可膨胀石墨进行技术改性,并测量了改性后所制备的膨胀石墨对红外(3~5、8~14μm)、毫米波(3、8 mm)的衰减性能。结果表明:改性后的膨胀石墨比单纯的膨胀石墨具有更好的红外/毫米波衰减性能,且掺杂二茂铁改性膨胀石墨的红外/毫米波衰减性能明显优于化学镀铜改性膨胀石墨。     

一种燃烧型抗红外/毫米波双模发烟剂研究

为对抗红外,毫米波双模制导武器系统,研制了一种以可膨胀石墨、富碳化合物作为主要成烟组分的新型发烟剂。介绍了发烟剂配方,并就该药剂在烟箱内产生的烟幕进行了性能测试。结果显示,烟幕对35μm、8一14μm红外辐射的透过率小于15％,对3mm、8mm波衰减值大于10dB,实现了—剂干扰多频谱的发烟剂设计,