褐土色低红外发射率涂层的制备及性能研究

以环氧树脂为黏合剂,片状Cu粉为功能颜料,石墨烯和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为界面结构改性剂,制备得到了一种具有良好综合性能的褐土色低红外发射率涂层。系统研究了片状Cu粉添加量(质量分数)、石墨烯添加量(质量分数)及DOP添加量(质量分数)对涂层微结构、发射率、光泽度及力学性能的影响规律。结果表明:合适的片状Cu粉添加量可以构建出表面结构规整、颜料分散均匀、片状Cu粉定向与涂层表面平行的微观结构,从而使涂层实现较低的发射率性能。石墨烯改性可提高涂层的致密度,减少由树脂填充的空隙,从而可进一步降低涂层的发射率。黑色石墨烯改性可明显强化涂层对可见光的吸收作用,从而降低涂层的光泽度。另外,利用石墨烯固有的高强度及高韧性特点,可改善涂层的柔韧性和耐冲击强度。DOP可通过减弱环氧树脂分子间作用力和增强分子链的移动性来提高涂层的塑性和韧性,从而可明显改善涂层的柔韧性和耐冲击强度。当涂层中片状Cu粉、石墨烯和DOP的添加量分别为40%、8%和7%时,所制备的褐土色涂层具有最佳的发射率(0.222)、光泽度(20.4)、附着力(1级)、柔韧性(2mm)及耐冲击强度(50kg·cm)性能。

低红外发射率控温热红外伪装材料的制备与性能

目前,仅从阻隔目标热量散发或降低表面红外发射率单方面入手很难达到理想的热红外伪装效果。针对这一问题,通过在聚丙烯腈静电纺丝液中混合相变材料聚乙二醇和性价比较高的铁纳米粒子,采用静电纺丝技术制备了一种外表面具有低红外发射率、底层具有控温功能的复合纤维膜材料,分析了复合纤维膜的表观形貌、化学及物相结构、热学性能、红外发射率和控温性能,研究了复合材料的红外隐身性能。结果表明:当聚乙二醇4000和聚乙二醇1000投料比不同时,可得到相变温度在31.5~40.9℃之间的系列相变纤维膜;复合纤维膜的红外发射率最低为0.69,在55℃热台上能够产生12℃的表面温度差,最大可产生22.4℃的辐射温度差,与环境温度相比最低具有1.9℃的辐射温度差,使目标在红外热成像中与环境辐射颜色一致。

低红外发射率环氧树脂/黄铜复合涂层的制备及性能研究

以环氧树脂为粘合剂,片状黄铜粉为功能颜料,硅烷偶联剂为界面改性剂,邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为增塑剂,采用玻璃棒刮涂法制备了具有良好力学性能、光学性能和耐盐水性能的低红外发射率环氧树脂/黄铜复合涂层,研究了黄铜粉添加量、硅烷偶联剂种类、硅烷偶联剂添加量及DOP添加量对涂层性能的影响。结果表明:黄铜粉添加量的增加会使涂层的红外发射率和光泽度明显降低,当黄铜粉添加量为50%(质量分数)时,复合涂层具有最低的红外发射率(0.585)和光泽度(21.9)。在涂层配方中引入硅烷偶联剂KH570和DOP,可增强树脂基体与颜料间的结合强度及改善环氧树脂基体的韧性,从而显著提高复合涂层的力学性能。当复合涂层中KH570和DOP添加量均为7%(质量分数)时,复合涂层具有较低红外发射率(0.468)、较低光泽度(21.5)和优异的力学性能(附着力为1级,柔韧性为2mm,冲击强度为50kg·cm)。采用最佳配方制备的复合涂层在盐水中浸泡21d后,涂层的红外发射率和光泽度基本稳定,力学性能变化有限,表明制备的复合涂层具有良好的耐盐水性能。

基于双光源的织物红外发射率与光热吸收率的测量

为探究织物的光热吸收和红外发射性能,依据新的测量原理,采用不同色温的双光源对织物的光热吸收率和红外发射率进行综合测量研究。试验装置采用高反射率KT板并单向绝热,消除了织物透射的影响并解决了织物真实温度的测量问题。对20块不同成分、颜色、组织结构的织物试样以及黑漆铜板的表面真实温度和辐射温度分别进行了测量,并测定了参考黑体和织物表面的对流散热系数,由此计算出织物的全波段平均红外发射率和平均光热吸收率。结果表明,在2种可见光占比不同的热光源下,织物的红外发射率分别在0.65~0.85和0.60~0.95之间,存在一定的差异,主要与织物的材质和颜色有关;而织物的光热吸收率分别在35%~60%和30%~90%之间,显示出与光源色温较强的依存性,其主要是因为织物颜色对可见光波段有较强的反应;由于碘钨灯光谱与红外测温感应光谱存在一定的重合,织物的反射有一定的干扰,使用作为国标光源的氙灯没有光谱重叠的干扰,其测量结果更准确。

超疏水低红外发射率涂层的制备及性能表征

以纳米SiO_(2)为微纳结构改性剂、含氢硅油(HQGY)共混改性聚氨酯(PU)为树脂基体、片状黄铜粉为功能颜料,采用玻璃棒刮涂法制备得到了一种具有超疏水特性的低红外发射率涂层。系统研究了HQGY和PU质量比、总填料(黄铜粉+纳米SiO_(2))添加量、黄铜粉和纳米SiO_(2)质量比对涂层性能的影响规律。结果表明:HQGY和PU质量比可明显影响涂层的表面能和活性基团含量,从而影响涂层综合性能。总填料添加量的增加可明显增加涂层表面的乳突状微纳粗糙结构,从而使涂层发射率升高、光泽度降低、水接触角增大。黄铜粉和纳米SiO_(2)质量比的降低,可使涂层中片状黄铜粉的绝对含量降低,纳米SiO_(2)的绝对含量升高,进而使涂层发射率升高、光泽度降低、水接触角增大。当HQGY和PU的质量比为1∶9、总填料添加量为50%、黄铜粉和纳米SiO_(2)的质量比为6.5∶3.5时,涂层同时具备最优的发射率(0.738)、光泽度(1.8)、附着力(1级)和超疏水(水接触角152°,滚动角8°)性能。

La_(2)(Ce_(0.3)Zr_(0.7))_(2)O_(7)⁃NiCr_(2)O_(4)材料高温红外发射率研究

固相法合成了La_(2)(Ce_(0.3)Zr_(0.7))_(2)O_(7)-nNiCr_(2)O_(4)(n=0%,5%,10%,15%)陶瓷材料,利用X射线衍射仪、扫描电镜以及傅里叶变换红外光谱仪对其物相结构、显微形貌、高温红外发射率以及红外吸收光谱进行表征.结果表明:合成的La_(2)(Ce_(0.3)Zr_(0.7))_(2)O_(7)-nNiCr_(2)O_(4)陶瓷材料均为以烧绿石晶体为主相的立方结构,显微结构致密,晶粒尺寸均匀且随NiCr_(2)O_(4)含量的增加而增大.随NiCr_(2)O_(4)(n=0%,5%,10%,15%)质量分数的增加,陶瓷材料1100℃红外发射率(3~5μm)不断升高,n=15%时,高温红外发射率最高可达0.76.红外吸收光谱分析结果显示,NiCr_(2)O_(4)的掺入使晶体结构中Zr—O键伸缩振动发生了明显的变化,晶格振动增强,最终材料的红外发射率提升.

纳米硫化物半导体颜料的制备及其红外发射率研究

为了制备出在 8～ 1 4μm红外波段具有较低红外发射率的颜料粉体 ,本文以醋酸镉 Cd(AC) 2 .2 H2 O,醋酸锌 Zn(AC) 2 .2 H2 O,硫化钠 Na2 S.2 H2 O为原料 ,采用化学均匀沉淀法在水浴中制备了平均粒径 40 nm左右的Cd Zn S固溶体纳米粒子。分析了实验反应过程中反应时间、反应温度和搅拌速度对 Cd Zn S纳米粒子半径尺寸的影响。通过 XRD,BET(ASAT2 0 1 0 )比表面仪和 TEM表征 ,研究了粉体的粒度、结构和表面形貌等特征 ;通过IR-1红外发射率测量仪器测试了粉体在 8～ 1 4μm波段的红外发射率。作者着重讨论了粉体粒径和 8～ 1 4μm波段红外发射率之间的关系 ,并对此给出了一定的解释。

红外发射率可变材料在航天器热控技术中的应用

基于热致变色和电致变色的可变发射率涂层或器件由于其重量轻、体积小、能耗少、调控灵活等优点在航天器热控技术中具有极大的应用前景。红外发射率可变材料是可变发射率涂层或器件的核心,主要有电致变发射率材料和热致变发射率材料两类。分析了红外发射率可变材料在航天器热控中应用的原理,重点介绍了钙钛矿型复合氧化物(A1-xBxMO3)、二氧化钒(VO2)、三氧化钨(WO3)、导电高分子(CPs)等四类典型红外发射率可变材料应用于航天器热控的研究进展。根据航天器总体和热控技术的发展需求,指出了未来航天器热控用红外发射率可变材料的发展趋势。

织物用热红外伪装涂料在8～14μm波段红外发射率的研究

从金属颜料铝粉的含量、粒子形貌和尺寸、粘合剂的选用和改性等 4个方面对织物用热红外伪装涂料在 8～ 14μm波段的红外发射率进行了研究 .结果表明 :当铝粉质量百分数大于 2 0 %时 ,涂层的发射率不再下降 ;片状粒子和尺寸较大的粒子对发射率降低的作用较强 ;以三元乙丙橡胶为基料获得的改性粘合剂在 8～ 14μm波段具有较好的红外透明性 .

ITO涂料在8～14μm波段红外发射率的研究

从氧化锡的掺杂含量、粘合剂的选择和粘合剂的用量三方面对以掺锡氧化铟（ＩＴＯ）掺锡氧化铟半导体为颜料的涂料在８～１４μｍ波段红外发射率进行了研究。氧化锡的掺杂摩尔百分含量在５％时发射率最低；在几种粘合剂中，以ＫＲＡＴＯＮ树脂为粘合剂时发射率最低；以酚醛树脂为粘合剂，随粘合剂用量增加，涂层发射率升高，当ＩＴＯ质量百分数大于２５％时，发射率不再降低。

纳米ZnO的制备及红外发射率研究

以草酸、醋酸锌和无水乙醇为原料 ,采用溶胶 -凝胶方法合成了干凝胶前驱体 ,并以其热重 -差热分析 ( TG-DTA)为依据 ,在一定温度煅烧研磨获得纳米 Zn O粉体 ,经 X射线衍射 ( XRD)和透射电镜 ( TEM)分析表明实验终产物为纤锌矿结构的纳米 Zn O,平均粒径约 2 0 nm。XRD分析结果还表明纳米 Zn O中存在一定的晶格畸变现象。利用 IR-1红外发射率测量仪测量了纳米 Zn O粉体及其经不同温度热处理后样品在 8～ 1 4μm波段的平均发射率 ,初步探索了纳米材料作为隐身材料的应用前景。发射率测试结果表明纳米 Zn O的发射率比微米 Zn O的发射率大 ,并且随着热处理温度的增加 ,发射率单调下降并逐渐趋近于微米 Zn O。文中结合 XRD分析结果 。

8～14μm波长低红外发射率涂料的研究

研究了红外隐身涂料粘合剂的物理和化学性能,以及红外隐身涂料粘合剂、填料、颜料颗粒的红外发射率。通过研究发现,铝粉和氧化铅具有较低的发射率,并得到了以有机硅清漆和EPDM(三元乙丙橡胶)接枝聚合物为基体的低红外发射率涂料,它有助于对红外隐身涂料粘合剂、填料、颜料颗粒的选择。

低红外发射率黏合剂聚异戊二烯/丙烯腈的制备研究

以异戊二烯(IP)、丙烯腈(AN)为共聚单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联单体、十二烷基硫酸钠(SDS)和烷基酚聚氧乙烯醚(TX-30)为复合乳化剂、过氧化羟基异丙苯(CHP)-硫酸亚铁为氧化还原引发体系,采用乳液聚合法合成了热红外隐身涂层用聚异戊二烯/丙烯腈黏合剂。采用红外光谱仪(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(ESEM)、红外发射率测试仪等对共聚物的结构和红外性能进行了表征。研究了共聚物的红外光谱,比较了共聚物和三元乙丙橡胶(EPDM)在8～14μm的红外吸收,并研究了共聚物中交联单体比例对共聚物在8～14μm波段的红外吸收和红外发射率的影响。结果表明:聚异戊二烯/丙烯腈黏合剂在8～14μm波段红外基本透明,红外发射率0.82,能应用于热红外隐身涂层。

钙钛矿型La_(1-x)Ba_xMnO_3(0≤x≤0.5)的红外发射率和微波吸收性能

通过溶胶凝胶法制备钙钛矿结构的La_(1-x)Ba_xMnO_3(0≤x≤0.5),利用X射线衍射、四探针电阻测量仪、红外发射率测试仪、矢量网络分析仪分别研究Ba^(2+)掺杂对镧锰氧化物晶体结构、电阻率、红外发射率和微波吸收性能的影响。研究结果表明:当Ba^(2+)掺杂浓度比较低时,掺杂的元素几乎不改变镧锰氧化物的晶体结构;当掺杂浓度增加时,晶格畸变开始增大;样品红外发射率随Ba^(2+)离子掺杂浓度的增大先降低后缓慢增加,与电阻率的变化保持一致;Ba^(2+)离子可以对样品在2~18 GHz微波吸收性能进行调控,当掺杂浓度x=0.3时,样品的吸收效果最佳;在频率为10.8 GHz时,最低反射率为-32 d B;掺杂合适元素的镧锰氧化物材料有可能应用在红外/雷达兼容隐身领域。

K424合金的高温氧化行为和红外发射率研究

采用静态恒温氧化增质法测定了镍基高温合金K424在600～800℃温度范围内的氧化动力学曲线。结果表明,氧化动力学曲线遵循抛物线规律。EDXS分析表明,K424合金氧化膜的主要成分是Ni和Al的氧化物,此外还有少量Cr,Ti的氧化物。通过SR5000光谱辐射计量仪测量合金的红外发射率。结果表明,合金的表面状态、氧化时间,氧化温度对红外发射率均有较大影响。

红外发射率控制方法及机理研究

红外发射率的控制具有广泛的用途,根据电磁波理论,讨论了物体表面的发射率与折射率的关系,折射率大的物体发射率低。电致变色材料是一种可控制其表面折射率和发射率的材料。以氧化钨为例探讨了发射率的控制方法。利用电场对三氧化钨薄膜进行离子和电子的共注入和共抽取,三氧化钨中的载流子浓度发生了变化,折射率和红外发射率也发生了变化。

低红外发射率材料研究进展

低红外发射率材料是目前公认的可实现飞行器红外隐身的特种功能材料。现已报道了纳米复合薄膜、单层(多层)膜结构材料、树脂/金属复合涂层、树脂/半导体复合涂层、核壳结构材料等多种类型的低红外发射率材料。介绍了上述低红外发射率材料的优缺点及最新研究进展,指出低红外发射率涂层的理论研究、红外与激光兼容隐身材料、树脂/半导体复合涂层及红外光谱选择性低发射率涂层是未来的重点研究方向。

制备工艺对锌铝氧化物(ZAO)粉末红外发射率的影响

采用液相共沉淀法制备了ZAO掺杂半导体粉末材料,系统研究了制备工艺对ZAO粉末红外发射率的影响.借助于TG-DTA、XRD、SEM对材料的热处理温度,晶体结构及表面形貌进行了考察,利用IR-2双波段发射率测量仪对ZAO粉末材料的红外发射率进行了测试.研究结果表明:当反应物终点pH值为8.5、反应时间为2.5h、煅烧温度为800℃,煅烧时间为2h、Al2O3的掺杂量为3%时所得的ZAO粉末的红外发射率最低;ZAO掺杂半导体粉末的晶体结构为ZnO的铅锌矿结构;粒子形状近似为椭圆形,平均粒径为5～10μm;在中红外(3～5μm)和远红外(8～14μm)波段均具有较低的红外发射率.

低红外发射率涂层的力学性能研究

以铝粉为主要填料,以环氧改性有机硅树脂为粘合剂,制备了发射率低至0.10的环氧有机硅低红外发射率涂层.研究了分散剂、滑石粉和固化温度对涂层力学性能的影响,并对其在涂料中的作用机理进行了探讨.结果表明,当滑石粉的质量加入量为2%、分散剂的加入量为2%、热处理温度为200°C时,制得的涂层能在保持低红外发射率的同时具有最佳的力学性能.

微米级硫化物半导体的红外发射率研究

为了制备出在8～14μm红外波段具有较低红外发射率的粉体,以硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)为原料,采用了气氛固相烧结法制备了微米级的CdZnS固溶体粉体.采用XRD、BET(ASAT2010)比表面仪表征,研究了粉体的结构、粒度等特征.通过IR-1红外发射率测量仪器测试了粉体在8～14μm波段的红外发射率.着重讨论了粉体的晶格畸变和8～14μtm波段红外发射率之间的关系,并对此给出了一定的解释.