硅酸盐基耐高温涂层的制备及发射率研究

以水溶性无机硅酸盐为基料,以不锈钢粉为填料,制备了硅酸盐基耐高温涂层,通过正交试验,优化了获得最低发射率涂层的制备工艺。对涂层的发射率和耐热性能进行了测试,采用IR和SEM表征了涂层的结构和微观形貌。结果表明:涂层的耐热温度达600℃主要因为高键能的Si-O键及Si-O-Si键的形成,600℃热老化前后涂层在3～5μm波段的发射率分别为0.40和0.50,发射率的升高是因为热老化后涂层表面致密度的降低。

低红外发射率耐高温涂层的制备及机理

以漂浮态铝粉为填料,有机硅树脂作为粘合剂,制备了耐高温低红外发射率涂层。对填料的添加量、涂层的固化温度进行了优化研究,对填料及涂层进行了结构、形貌的表征,并测试了涂层的红外发射率与耐热性能。研究结果表明,填料添加量为30%、400℃固化2h,涂层红外发射率(3～5μm,8～14μm)最低可达0.10～0.12,且涂层可在600℃条件下长时间使用。此外,分析认为涂层发射率的降低是消除粘合剂吸收及致密的片层连续结构两者协同作用的结果,并提出新的涂层结构模型对低发射率机理进行了阐述。

8～14μm波段低红外发射率与低光泽度兼容涂层的制备方法初探

采用添加消光剂、添加色浆、球磨混合金属粉填料3种方法对低发射率涂层进行消光处理。结果表明:当添加普通消光剂如气相SiO2、纳米TiO2时,涂层的光泽度明显降低,但发射率明显升高;清漆中加入色浆后光泽度降低,但当Al粉添加量大于等于20%,涂层光泽度显著升高且涂层表面基本只显示出闪亮铝色;选择青铜粉部分取代铝粉作为填料混合球磨可以制备出光泽度和发射率都比较低的兼容涂层;球磨混合金属粉时球磨时间要恰当,球磨时间太短不利于涂层光泽度的降低,太长影响涂层发射率。

改性聚乙烯作为低红外辐射材料的研究

采用正交实验法制备了不同接枝率的高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)。测试了改性聚合物的红外透明性、红外发射率(8～14μm)、相变潜热及其涂膜的力学性能。结果表明,HDPE-g-MAH有较高的红外透明性;随着接枝率的增加,其发射率先减小后增大,涂膜力学性能先变好后变差,当接枝率为1.05%时,发射率最低为0.250,附着力为2级、铅笔硬度为5H;HDPE改性后相变潜热由141.5 J/g增大到202.8 J/g。根据极差分析得到了最优方案,制得的粘合剂可作为低红外发射率兼有控温功能的红外隐身材料。

铁基合金粉包覆改性及在雷达/红外兼容隐身中的应用

用KH550硅烷偶联剂对铁基合金粉包覆改性,并以其为颜填料制备了雷达/红外兼容隐身单涂层,系统研究了包覆改性对涂层低红外发射率以及雷达吸波性能的影响。研究结果表明,偶联剂以化学键的形式吸附在铁基合金粉表面形成有机薄膜。2%偶联剂包覆对涂层的红外发射率影响较小,但显著降低铁基合金粉的介电常数,提高阻抗匹配度。涂层厚度为2mm时,-10dB的吸收带宽从包覆前1.5GHz增加至2.2GHz,吸收峰强度也有明显增加。

热处理对氧化铈粉体3～5μm波段红外发射率的影响

在600℃以内,氧化铈粉体在3～5μm波段的红外发射率随着测试温度的升高而降低。通过设计关于热处理的正交实验和单因素实验,发现采用以4℃/min的升温速率升至1300℃保温4h后,氧化铈粉体在常温下的发射率最低,可降至0.37;测试温度升至600℃时,发射率则可降至0.3,可以考虑作为发动机用红外低发射率耐高温涂层的填料。通过XRD、SEM等表征手段,分析了热处理引起发射率变化的原因。

改性羰基铁粉在红外/雷达兼容涂层中的应用

以羰基铁粉作为颜填料,聚氨酯作为树脂基体,制备雷达/红外兼容隐身单涂层,分析羰基铁粉的形态、含量以及球磨时间对涂层红外低发射率以及雷达吸波性能的影响。结果表明:未球磨时,颜填料质量分数为60%,涂层厚为2 mm,在18 GHz处其涂层反射率的最小值达-9.3 dB,其涂层的红外发射率为0.85;球磨16 h,羰基铁粉由球状变为片状,质量分数为60%,其涂层的红外发射率降低至0.69,雷达吸波性能略有降低。羰基铁粉有望成为红外/雷达兼容隐身材料。

钴掺杂摩尔分数对二氧化钛粉体热致变色变发射率性能的研究

采用固相合成法制备不同摩尔分数Co的TiO_2粉体,用X射线电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外可见吸收光谱、IR-2双波段发射率测量仪对粉末进行结构表征和变色变发射率性能测试。结果表明:掺杂CoO的摩尔分数不超过5%时,Co能完全进入TiO_2晶格,超过5%时会形成第二相CoTiO_3;随掺杂CoO摩尔分数的增加,Co/TiO_2粉末的晶粒尺寸逐渐增加,颜色由宝绿色向鲜绿色转变,从浅绿逐渐变深;在测试温度从25℃逐渐升高到800℃时,粉体都是从绿色变到黄色,降至室温时,又会恢复至原来的绿色;从室温升到800℃时,发射率变化量随掺杂摩尔分数的增加逐渐变大,从0.139增大到0.376。

铝粉的漂浮态对红外低发射率涂层耐腐蚀性能的影响

为对比不同漂浮态Al粉填料对涂层发射率及耐腐蚀性能的影响,对添加不同含量不同漂浮率铝粉的涂层进行试验。对最佳涂层进行扫描电子显微镜、力学性能、耐盐水、发射率与附着力的测试以及Tafel曲线测试。结果表明:当填料为非浮型铝粉时,最佳添加量为40%;当填料为高漂浮型铝粉时,最佳添加量为20%;高漂浮型铝填充容积比更低,其在涂层中的排列整齐有序且紧密,减少了涂层表面的孔隙与缺陷,从而保证该样板在长达48 d的热盐水浸泡后,发射率仍然低于0.25,附着力仍保持1级。高漂浮型铝粉涂层在发射率及耐腐蚀性能方面均优于非浮型铝粉涂层。

影响低发射率涂层与超材料吸波体兼容的关键因素探究

为了实现8~14μm波段低反射率涂层与超材料吸波体的兼容隐身,探究了影响低发射率涂层与超材料兼容性能的关键因素。采用IR-2型发射率测试仪测定涂层在8~14μm波段的发射率,用弓形法测量了超材料涂覆涂层前后的反射损耗曲线,并采用矢量网络分析仪测试了涂层电磁参数。结果表明,涂覆低发射率涂层后,可将超材料吸波体的红外发射率降至0.126,但是其对超材料吸波体原有吸波特性影响较大,平均反射损耗以及吸收带宽都有所减小。在涂层4个电磁参数中,介电常数实部为影响低发射率涂层与超材料兼容的关键因素,低发射率涂层的介电常数实部较高,导致本征阻抗较小,与自由空间的阻抗不匹配,对雷达波的反射较多,涂覆后对超材料吸波体原有反射损耗特性影响大。

低发射率涂层与超材料吸波体兼容性能的研究

采用添加炭黑阻抗匹配层的方法提高(8～14)μm波段低发射率涂层与超材料吸波体的兼容性。发射率由IR-2型发射率测试仪测试,用弓形法测量添加炭黑阻抗匹配层前后,低发射率涂料与超材料吸波体复合结构在(2～18)GHz频段的反射率损耗曲线。结果表明:涂覆低发射率涂层对超材料吸波体的吸波性能影响较大,(2～18)GHz频段的平均反射损耗衰减5.81 dB;-10 dB吸波带宽缩短4.2 GHz。在低发射率涂层与超材料基板之间添加炭黑匹配层后,复合涂层的发射率基本保持不变,但是提高了涂层与超材料的兼容性能,涂覆后(2～18)GHz频段的平均反射损耗仅减少2.16dB;-10 dB带宽仅减少3.16 GHz。

BCG/CaCl_2/PEG-g-CDA粉体及涂层的热致变色变发射率性能研究

采用传统的液相反应法,以溴甲酚绿(BCG)为发色剂、氯化钙(CaCl_2)为显色剂、具有固-固相变性能的接枝共聚物聚乙二醇-g-二醋酸纤维素(PEG-g-CDA)为溶剂,制备BCG/CaCl_2/PEG-g-CDA三组分体系的粉体。通过优化液相反应的合成温度,制备出具有优异热致变色变发射率性能的粉体。采用丙烯酸树脂和有机硅树脂与上述粉体混合制备涂层并研究其变色变发射率性能。结果表明:粉体的最佳合成温度为70℃,采用丙烯酸树脂制备的涂层具有最优的热致变色变发射率性能;粉体能可逆地从绿色变化到赭石棕色,变色温度为52~57℃,发射率从0.756变到0.945,变化量为0.189,变化区温度为50~62℃;涂层能可逆地从绿色变到赭石棕色到金黄色,变色温度为50~90℃,发射率约为0.8。

真理的标准

如果一个人抱着怀疑的态度,试图认识真理,那么他首要的任务就是必须打消这种怀疑,或换句话说,必须寻找出一种办法,把握那个被认为是不容置疑的真理的东西。这就是试图认识真理的标准的人的任务。完成这个任务并没有什么严格的规则,因为在不同的情况下有不同的问题。