冷颜料在红外隐身涂料中的应用

目的通过冷颜料降低目标的表面温度,起到红外隐身的作用。方法采用XRD衍射仪和紫外/可见光/近红外分光光度计等,分析颜料的相结构及近红外光谱特性。采用红外辐射率测量仪、紫外/可见光/近红外分光光度计和红外灯模拟太阳光照射,分析涂层的红外发射率及反射隔热性能。结果与炭黑颜料相比,铁铬黑颜料的近红外平均反射率为57%,且反射光谱与叶绿素基本一致;当填料质量分数为10%时,铁铬黑涂层的近红外反射率最大,平均反射率为39.2%,红外发射率为0.91;20%(质量分数)炭黑涂层和10%(质量分数)铁铬黑涂层相比,铁铬黑涂层的反射隔热效果明显,其平衡温度较普通炭黑涂层低8.8℃。结论红外隐身材料应考虑颜料对涂层红外发射率的影响,在满足涂层颜色的条件下尽量控制颜料的添加量,实际应用中以颜料添加10%(质量分数)为宜,在满足涂层反射隔热要求的同时,保证了涂层的红外发射率。

8～14μm波段水性红外隐身涂料研究

从基体树脂、填料和涂层综合性能三方面对8—14μm波段水性红外隐身涂料进行了研究。用红外发射率测量仪测量了涂层在8～14μm波段的红外发射率，用红外光谱仪测量了树脂红外吸收图谱，用扫描电镜观察了涂层表面形貌。结果表明，丙烯酸树脂在8—14μm波段有较高的红外透明性，适合做涂料基体树脂；铝银浆能在涂层中形成致密的反射层，适合做红外隐身涂料的填料；填料的粒径、含量和形态都对涂层的发射率有较大的影响；选用钢板为基材，以丙烯酸树脂为基体树脂，粒径2000目、浮铝百分比为50％的铝银浆为填料，当涂层中填料含量为15％时，测得其发射率为0．34。

国内外红外隐身材料研究进展

从红外探测系统的探测方法和Stefan-Boltzmann定律两个方面分析红外隐身材料的隐身原理,得出红外隐身的主要措施有降低目标表面红外发射率和控制目标表面温度。综述了低发射率涂层材料、控温涂层材料、智能隐身材料和生物仿生隐身材料等四种红外隐身材料近几年的国内外研究现状。指出了目前红外隐身材料研究存在的问题,在此基础上,展望了红外隐身材料未来的发展方向。

填料表面改性技术在红外隐身涂料中的应用

填料是决定红外隐身涂料红外性能的关键因素。从红外隐身原理出发,得出降低目标红外辐射强度的2个措施:降低红外发射率和控制表面温度。综述了包覆改性、微胶囊改性、化学镀表面改性和表面化学改性等4种填料表面改性技术及其在红外隐身涂料中的应用进展情况。最后,展望了填料表面改性技术在红外隐身涂料中应用的发展方向。

微波暗室静区反射率电平的能量法仿真

为提高微波暗室静区反射率电平在低频段的仿真计算精度,基于惠更斯原理和余弦辐射体的辐射通量计算公式,推导静区内某一点的直接辐射功率和来自室内6个面的间接辐射功率公式。在此基础上,得到微波暗室静区反射率电平能量法仿真计算模型。最后利用Matlab软件编程,对一个小型手机天线测试用微波暗室静区3个截面上的反射率电平进行能量法仿真计算。结果表明,能量法仿真得到的结果相比几何光学法更符合实际电磁波空间连续分布的特点。

土黄色红外伪装涂层的制备及应用

钛铬黄颜料是一种高近红外反射颜料,能够通过增加近红外波段的反射率降低目标的表面温度,弱化目标的红外辐射强度。从颜料的基本性能、涂层的光谱特性和涂层的红外辐射强度3个方面探究高近红外反射颜料在红外隐身涂层中的应用价值。结果表明:钛铬黄颜料在近红外波段的反射率优于铁黄颜料,其近红外平均反射率为99.87%;当颜料的质量分数为20%,钛铬黄涂层的近红外反射率最大,其值为68.69%。通过太阳光照射模拟实验表明,钛铬黄涂层的红外辐射强度较铁黄涂层降低了12.8%,将钛铬黄颜料用于红外隐身涂层能够有效降低目标的红外辐射强度,利于目标达到红外隐身的目的。

基于红外谱图的低发射率涂层用基体树脂的判定方法

提出一种以吸光度系数为指标来筛选低发射率涂层用基体树脂的判定方法。从分析丙烯酸树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂3种树脂的傅里叶红外光谱入手,根据Lambert-Beer定律对3种树脂的红外光谱进行定量分析,得出树脂在8~14mm波段的吸光度系数曲线,并且积分求得3种树脂在该波段的平均吸光度系数。通过比较分析,丙烯酸树脂的吸光度系数最小,为0.0293mm^(-1),制得的清漆涂层的红外发射率最低,为0.90,适合作为低发射率涂层用基体树脂;最后,建立红外辐射一维传输模型,推导涂层红外发射率理论公式,理论证明了以吸光度系数为判定指标的合理性。

SiO_2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用

Si O_2气凝胶是一种三维空间网络结构固体材料,具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性,同时还兼有防火、防水等优良性能,是一种不可多得的轻质、环保、多功能材料,在建筑保温隔热领域有着广阔的应用前景。以建筑节能为目标,简要叙述了对Si O_2气凝胶的研究,从制备原材料种类的多样化,以及原材料和干燥成本降低等方面论述了其大规模生产应用的可能性,重点阐述了Si O_2气凝胶玻璃、Si O_2气凝胶隔热涂料、Si O_2气凝胶纤维复合材料以及Si O_2气凝胶混凝土和砂浆等在建筑保温隔热方面的应用研究进展;然后,从其所具备的优良特性出发,提出了一种由Si O_2气凝胶材料在建筑节能技术中的应用设想,主要从Si O_2气凝胶材料在保温隔热、防水、防火以及简化施工工艺等方面的优势,构建了全部由Si O_2气凝胶材料替代当前保温隔热材料在建筑节能中的应用体系,最后对Si O_2气凝胶材料在建筑保温隔热中的应用前景做了展望。

环氧树脂体系功能化研究进展

简述了环氧树脂的优异性能,对国内外环氧树脂作为灌浆材料、环氧防辐射材料、金属防腐材料、环氧树脂防火材料、环氧树脂粘结材料和环氧绝缘材料等6种类型的功能化材料研究现状进行了分类总结和详细分析。在此基础上,指出了目前环氧树脂体系功能化研究存在的问题,最后展望了未来环氧树脂功能化研究的发展方向。

SiO_2气凝胶砂浆性能的优化研究

目的研究Si O_2气凝胶颗粒体积替换比在30%前提下砂浆性能的优化,提高其保温性能和环境适应性。方法采用正交实验的方法,通过向砂浆中添加纤维、引气剂和胶粉来改善砂浆的保温性能,并对比研究各掺杂比例对砂浆密度、力学性能、吸水率,尤其是对砂浆导热系数的影响。结果当纤维、引气剂和胶粉的掺量(质量分数)分别为0.2%,0.05%和1%时,导热系数达到最低,λ=0.3177 W/(m·K),此时,砂浆的密度为1751.6 kg/m3,抗压强度和抗折强度分别为13.4 MPa和8.02MPa,吸水率为7.19%,导热系数为0.3177 W/(m·K)。结论通过添加纤维、引气剂和胶粉,砂浆的性能得到一定程度的改善,其密度在较小的范围内变化,抗折强度提高较大,导热系数在一定范围内降低。

水性环氧防水涂层材料对混凝土吸水性能的影响

目的研究E16和E44两种水性环氧防水涂层材料对混凝土试块吸水性能的影响,以比较两种防水材料的性能。方法分别对两种防水涂层材料设计不同的涂层配合比和涂层厚度,进行混凝土毛细吸水实验,对比混凝土试块在喷涂防水涂层材料前后的毛细吸水系数变化,以此评价防水涂层材料对混凝土试块吸水性能的影响。结果涂层混凝土试块的吸水系数随涂层厚度的增加而减小。在一定范围内,涂层混凝土试块的吸水系数随n(胺氢)/n(环氧基)的增大而先减小,后增大。兼顾性能与成本,确定E16和E44两种防水涂层材料的配合比分别为n(E16)∶n(Anquamine721)=1∶1,n(E44)∶n(Anquamine 721)=1∶0.9,涂层喷涂厚度皆为(300±20)μm。此时,E16和E44两种涂层混凝土试块的吸水系数分别为各自对应空白混凝土试块的3.5%和3.4%。结论相比之下,E44防水涂层材料对混凝土试块吸水性能的影响较大。

201不锈钢上等离子喷涂ZrO_2/NiCrAlY复合涂层的抗烧蚀性能

采用等离子喷涂工艺在201不锈钢上制备了ZrO_2/NiCrAlY复合涂层,对其循环烧蚀前后的表面形貌和物相组成进行了表征,考察了附着力和失重量随烧蚀循环次数的变化。结果表明,ZrO_2/NiCrAlY复合涂层在烧蚀后能够保持较大的附着力,使201不锈钢在高温火焰环境中的使用寿命延长6倍左右。循环烧蚀前后,ZrO_2/NiCrAlY复合涂层表面的主要物相基本不变。等离子喷涂ZrO_2/NiCrAlY复合涂层较大程度地提高了201不锈钢的抗烧蚀性能。

新型涂覆型雷达吸波材料的研究进展

随着精确制导武器的改进和现代雷达探测技术的发展,雷达隐身技术已成为提高军用目标生存力和战斗力的关键技术之一,涂覆型雷达吸波材料作为一种雷达隐身技术,因其吸波效果好、工艺简单、设计难度小、成本低,在雷达隐身技术中占有重要地位。传统涂覆型雷达吸波材料主要以实现在某个较窄频段的强吸收为目标,存在频带窄、面密度大等缺点。为了满足装备的战场隐身需求,需要研究和开发具有厚度薄、面密度小、吸波频带宽和吸波能力强(薄、轻、宽、强)的新型涂覆型雷达吸波材料,因此对新型涂覆型雷达吸波材料的研究成为当前国内外的一个热点,了解和掌握它的研究进展对下一步的研究具有重要指导意义。根据雷达隐身技术的作用机理和雷达吸波材料隐身原理,总结了雷达隐身的主要手段,详细分析和阐述了纳米吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、手征吸波材料、导电高聚物吸波材料四种新型涂覆型雷达吸波材料的国内外研究现状,最后对新型涂覆型雷达吸波材料的发展进行了展望。

SiO_2气凝胶涂料的制备及应用研究进展

SiO_2气凝胶自1931年由美国科学家Kistler制备问世以来,因其热导率低、比表面积大、孔隙率大等优异性能一直被研究者所青睐。随着研究的深入,SiO_2气凝胶的制备加工工艺得到了优化,使用性能在一定程度上得到了较大提升,研究方向也从早期的制备、性能研究发展到现在的应用研究。现已研制开发出许多具有特殊功能的全新产品,并通过与其他材料的复合得到性能更优越的SiO_2气凝胶复合材料,使其在航天航空、军事、建筑、医学等领域得到越来越广泛的应用。在SiO_2气凝胶众多应用领域中,其在涂料中的运用是极为重要的一个分支。针对目前SiO_2气凝胶涂料推广应用难等现实情况,先对SiO_2气凝胶及其涂料制备过程中存在的主要问题做简要阐述,再将利用SiO_2气凝胶在某些方面的突出性质而制成的功能涂料进行分类,并从SiO_2气凝胶在各种功能涂料中的作用机理出发,对不同功能的SiO_2气凝胶涂料的研究进展情况进行归纳总结,在此基础上,展望了未来SiO_2气凝胶涂料的发展方向。

本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层的防腐性能

目的研究本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层在Na Cl溶液中对Q235低碳钢的防腐效果。方法以自制的本征态聚苯胺为防腐颜料,按比例加入填料及助剂,砂磨分散后制备质量分数为0.5%、1.0%及1.5%的本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层。Q235钢板经砂纸打磨后去油除渍,采用喷涂方式涂覆制备涂层样品。利用扫描电子显微镜观察不同添加量的本征态聚苯胺在环氧有机硅涂层中的分散状态,涂层在质量分数为3.5%的Na Cl溶液浸泡不同时间,采用X射线光谱分析涂层浸泡后的物相,并通过开路电位和电化学阻抗谱对比分析涂层的耐腐蚀性能。结果本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层中EB添加量(质量分数)为1.0%时,颗粒分散较均匀且能促进形成致密的氧化钝化膜,浸泡后期的涂层表面微孔电阻值较高(Rpo=3.89×106Ω·cm2),表现出良好的电化学性能;添加量(质量分数)为0.5%时颗粒分散较稀疏,涂层的阻抗值和拟合电阻值均下降;添加量(质量分数)为1.5%时涂层的阻抗值和拟合电阻值较小,腐蚀速度不断加快。结论本征态聚苯胺添加量(质量分数)为1.0%时,其在环氧有机硅涂层的分散均匀且致密,并在3.5%的Na Cl溶液中浸泡后对Q235低碳钢表现出良好的防腐效果。

碳纤维复合吸波材料的频散特性影响规律研究

目的归纳总结碳纤维长度和含量对碳纤维复合吸波材料(CFCAM)频散特性的影响规律。方法以水性聚氨酯(PR)为基体树脂,碳纤维(CF)为填料,制备了不同长度和含量的CFCAM,采用扫描电镜和X射线衍射仪对CF改性前后的微观形貌和物质结构进行表征,用矢量网络分析仪测试CFCAM介电常数(ε),归纳总结出CF长度、含量对CFCAM的频散特性的影响规律。结果随着CF长度的增大,CFCAM的ε先增大后减小,当CF长度为3 mm时,CFCAM不仅具有较好的频散特性,实部(ε′)和虚部(ε′′)都较大;随着CF含量增大,CFCAM的?增大,当CF质量分数为0.9%时,ε′达到18左右,ε′′达到9左右,预示着该含量下CFCAM有较大的储存能量的能力,并且对电磁波有较强的电损耗能力。结论 3 mm碳纤维在质量分数为0.9%时具有较好的频散特性,适宜用来制备吸波性能强、频带宽的雷达吸波涂层材料。

军用目标红外辐射特征研究进展

随着红外探测和精确制导技术的发展,红外隐身成为提高军用目标生存力和战斗力的关键技术之一,红外辐射特征研究作为一种基础研究在红外隐身技术中占有重要作用。阐述了红外辐射特征研究在红外隐身技术中的重要意义以及研究方法,探讨了其主要研究内容,介绍和分析了国内外在红外辐射特征上的研究现状。在此基础上,展望了未来红外辐射特征研究的发展趋势。

水性红外隐身涂料制备工艺优化

目的优化水性红外隐身涂层材料制备工艺,提高低发射率红外隐身涂料隐身性能。方法采用红外辐射率测量仪、红外光谱吸收仪等,研究涂层固化温度、涂层表面粗糙度和涂层厚度对低发射率红外隐身涂料隐身性能的影响。结果固化温度对涂层红外发射率和基体树脂红外吸收光谱影响不大,但随着固化温度升高,涂层固化时间明显缩短;随着涂层表面粗糙度的增加,涂层红外发射率增加;表面粗糙材料红外发射率受测试角度影响小于表面光滑材料;在基材上制备不同厚度的涂层,当涂层厚度小于30μm时,涂层红外发射率受基材表面红外发射率影响较大,当大于30μm时,影响较小。结论可以根据实际时间需求选择合适的涂层固化温度,宜选择刮涂方式使涂层表面保持一定的粗糙度,涂层厚度宜为30∽40μm。

不同质子酸二次掺杂聚苯胺的导电性能

首先通过化学氧化法制备本征态聚苯胺(EB),然后利用4种质子酸(DBSA、SSA、HCl、H3PO4)对EB进行二次掺杂制备了二次掺杂聚苯胺(PANI),通过研究质子酸浓度、掺杂时间和掺杂温度对二次掺杂PANI电导率的影响,得到了最适宜的二次掺杂条件,并考察了最适宜掺杂条件下制备的二次掺杂PANI的结构和形貌。结果表明:最适宜的二次掺杂条件为掺杂剂浓度1.0mol·L-1,掺杂时间6h,掺杂温度为25℃,此时二次掺杂PANI的电导率最高,其中DBSA二次掺杂PANI的电导率最高,为3.301S·cm-1;与EB相比,二次掺杂PANI的红外特征峰变宽且向低频移动;DBSA二次掺杂PANI的结晶度最高,其微观结构由较为分散的圆形颗粒组成。

十二烷基苯磺酸二次掺杂聚苯胺/环氧有机硅复合涂层的防腐性能

以自制的十二烷基苯磺酸二次掺杂聚苯胺为防腐颜料,制备质量分数为0.5%,1.0%及1.5%的十二烷基苯磺酸二次掺杂聚苯胺/环氧有机硅复合涂层,利用扫描电子显微镜观察不同掺量十二烷基苯磺酸二次掺杂聚苯胺在环氧有机硅涂层中的分散状态,并通过开路电位、电化学阻抗谱及Tafel曲线对比分析涂层的耐腐蚀性能。结果表明,十二烷基苯磺酸二次掺杂聚苯胺添加量为1.0%时,其在环氧有机硅涂层的分散均匀且致密,并在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡后对Q235低碳钢表现出良好的防腐效果。