光谱选择性辐射红外隐身材料研究进展

不断发展的红外探测技术和精确制导技术对导弹、高超声速飞行器等武器装备的生存和突防构成了日益严重的威胁,红外隐身技术在现代战争中扮演着越发重要的角色。传统低发射率涂层材料通常在整个红外波段具有低发射率特性,不具备光谱选择性,其辐射散热效果较差,不利于目标整体红外信号的降低。光谱选择性辐射红外隐身材料可以在降低大气窗口波段(3~5μm和8~14μm)发射率的同时,利用非窗口波段(5~8μm)进行辐射散热,具备更高效的红外隐身性能,是目前研究关注的热点。本文主要介绍基于光子晶体、频率选择表面以及Fabry-Perot腔的三代光谱选择性辐射结构的研究现状和进展,总结了现有体系的优点以及存在的问题。目前,光谱选择性辐射红外隐身材料距离实际应用仍有很大差距,未来应当向着工艺更加简单、高温稳定性更强以及多波段兼容的方向继续发展。

红外辐射材料的制备与光谱研究

本文开展了红外辐射材料ZrO2 、Al2 O3 及其复合氧化物ZrO2 Al2 O3 的纳米材料制备方法研究 ,对其开展了FTIR ,NIRFT Raman、XRD和红外发射光谱研究 ,研究表明复合氧化物具有较好的红外发射性能。在构效关系的研究基础上 ,探讨其实际应用价值。

一种搜寻辐射制冷材料的红外光谱分析方法

根据辐射制冷材料的光谱选择性吸收的特性,探索性地提出了采用红外光谱分析方法筛选辐射制冷材料,并对其中某些材料(CaSO4、BaSO4、PTFE,有机硅)的吸收比/法向发射比以及辐射制冷效果进行测定,证实了采用红外光谱分析方法搜寻辐射制冷材料具有一定的可靠性。

红外辐射材料的光谱特性及光谱“匹配”问题

本文从光谱角度概述了红外辐射材料吸收、反射特别是辐射光谱的结构和特点;按周期表格式给出了若干化合物在红外波段的辐射谱带的位置和宽度;并对开发新型辐射材料以及与物料的光谱“匹配”问题进行了讨论。

基于多层MIM结构超材料的耐高温波长选择性宽带红外隐身特性研究

超材料是一种人工复合结构,因非凡的红外发射/吸收调控能力,成为实现红外隐身技术的有效途径。针对当前超材料实现波长选择性红外辐射隐身的不足,提出和设计了基于耐高温金属材料钼Mo的多层金属-介质-金属(MIM)结构超材料,同时实现了5~8μm波段的宽带高发射(吸收)和中红外波段3~5μm、远红外波段8~14μm的宽带低发射(吸收)。进一步研究表明该隐身结构耐高温性能非常突出,在500~2500 K温度范围内其红外辐射特征都能被抑制,同时,红外辐射的角度选择性也很好,75°范围内时5~8μm和8~14μm波段辐射特性无明显变化。该工作为新型耐高温波长选择性宽带红外隐身技术提供了一个新的途径。

有色粉体材料对太阳辐射吸收性能的UV-Vis-NIR光谱法表征

进一步研究了粉体材料对太阳辐射吸收能力的定量表征方法 .结果表明 ,当 Vcolored/V(Ti O2 ) (有色粉体与 Ti O2 的体积比 ) <5 %时 ,lg(1 /R) (R是试样对太阳辐射的反射率 )和 Vcolored/V(Ti O2 )呈直线关系 .从直线的斜率和截距可得出粉体材料的吸光系数和最大穿透厚度 .该方法具有普遍性 ,适用于各种有色粉体的测定 .

新型远红外辐射材料的研制

研究了一类常温、高效有机无机物相结合的新型远红外辐射材料。通过对３０种不同配方材料热发射率的测试，分析了它与材料成份、含量、加工条件等的关系。这些材料对防病治病和康复有一定作用。

“神灯”辐射材料光谱特征及生物效应

特殊红外辐射灯,简称TDP灯,俗称“神灯”,经10年广泛应用证明,它具有极其广泛和显著的生物效应。因此,它曾获世界博览会金奖(1986年)。它的主要部件是一块表面有红外辐射材料烧结层的钢板。在此称该烧结层为TDP材料。长期使用后。

特定红外辐射材料的有效性指标

对不同新旧程度的特定红外辐射材料的红外光谱分析,找到了变化显著的红外特征峰为1122cm^(-1),并以此峰峰面积S的函数表征该材料有效性的参考指标Ⅰ。

红外发射材料光谱发射率的测量法

发射率是评价红外材料性能的关键指标之一 ,快速、准确测量发射率对红外材料的研制具有重大意义。

选择性红外辐射材料的光谱调控及应用研究进展

在温度高于0 K时任何物质均具备发射电磁波的基本属性,然而物体的热辐射特性并不是一成不变的,可以通过多种手段来进行静态或者动态的调控。本文在简要回顾红外辐射的基本物理原理的基础上,围绕无机选择性红外辐射材料方面代表性的研究工作重点讨论了近年出现的基于各种微纳光子结构,对红外辐射光谱进行静态和动态调控的前沿技术和热点问题进行了总结,并对相关材料和技术在光子学、能源等领域的前沿应用作了简要介绍。最后,本文对基于无机材料的红外调控的现存问题作了总结、并对潜在研究方向作了展望。

辐射和过氧乙酸综合预处理纸浆,改善全无氯漂白选择性

全无氯漂白(TCF)能够很好的适应环保需要,然而,TCF漂白应用和二氧化氯漂序相比较都受到了严格的限制,TCF漂白制备的浆料可能具备较低的白度和强度性能。氧脱木素(O段)通常作为漂白段的第一阶段,因此漂序的漂白选择性影响TCF漂白性能。O段和O p段前的辐射预处理改善了漂白选择性,使得所得浆料的卡伯值减少量分别达到53.7%和59.2%,漂白选择性分别增强至1.00和0.73。红外光谱分析表明,辐射预处理能够保护纤维素,避免其中的羰基和其它物质发生反应,以此来改善漂白选择性;研究发现O段比Op段对纤维的保护作用更明显。在任何一个阶段,过氧乙酸和辐射预处理的混合应用不会进一步增加漂白的选择性。简而言之,蓝光和UV辐射处理前是否添加过氧乙酸对最终成浆表现出相似的影响;该过程所处理的浆料为普通的或者过氧化氢强化的氧脱木素浆,是否添加过氧乙酸对最终成浆性能的影响不大。

德国研制出能以热辐射进行纳米尺度成像的红外光谱仪

据www.nanogune.eu网站报道,德国CIC nanoGUNE机构的研究人员最近开发出了一种能使科学家们采用热器件以比现有红外光谱技术高的分辨率记录红外光谱的工具。该技术可以用来分析聚合物复合纳米材料、矿物、半导体器件或生物组织的局部化学成分和结构。红外吸收可以确定一种材料的化学成分和结构。

全光纤红外多光谱辐射计

据(Applied Optics)杂志报道，以色列研究人员美国研究人员最近通过合作，研制出了一种全光纤红外多光谱辐射计。这种全光纤红外多光谱辐射计中的不同光谱区是通过用空心玻璃波导作为滤光片而获得的。采用空心玻璃波导的好处是，当使用双波段红外探测器时，每个空心玻璃波导可以用作两个不同光谱滤光片。另外，比起常用的体材料红外滤光片来，空心玻璃波导的价格要便宜得多。

Mn—Fe—Co—Cu陶瓷基半无机高聚物介质膜的FT—IR辐射光谱

研究了Mn-Fe-co-Cu陶瓷基半无机高聚物介质膜的红外辐射光谱特性.在高温汽化和固化后,Mn-Fe-Co-Cu陶瓷基上形成一种新的类陶瓷膜.由于这种膜的折射率介于空气和基底之间,出现在陶瓷基表面的全反射现象被有效地控制,总比辐射率得到了改善.另外,在1260cm^(-1)处发现了一个新的选择性辐射峰.文中还讨论了膜与基底的相互作用.

Ag/Ge核壳颗粒的结构设计及红外光学特性的理论研究

为获得符合光谱选择性辐射红外隐身需求的颗粒,利用Mie散射理论和有限元仿真分别对Ag/Ge核壳结构的红外光学特性进行计算。研究了不同Ag内核和Ge外壳尺寸组合下颗粒消光效率峰值随波长的变化。在6.5μm等值线上等间隔的选取不同尺寸组合,通过对比消光效率曲线确定了0.3/0.848μm的核壳结构为主要研究对象。不同计算方法获得的消光效率曲线形状十分近似,消光峰均位于6.5μm处,消光效率峰值分别为16.6和16.1,验证了计算结果的可靠性。对比颗粒在不同波长入射场下的三维远场辐射及电磁功率损耗情况,发现其在6.5μm处具有更强的辐射强度和功率损耗密度,说明此时颗粒与入射场能够发生强烈的共振作用,可用于该波段红外辐射的选择性吸收。

用于温室降温的透明辐射薄膜研究

为了缓解夏季温室内高温导致的作物减产、绝产问题,本文给出了一种适用于夏季温室降温的辐射制冷薄膜。通过在常规近红外反射材料表面结合透明辐射层,可强化薄膜自身的天空辐射制冷效果。实验测试确定了该薄膜在不同波段的光学属性,其中光合有效辐射波段透射率为65.9%,近红外波段透射率为20.9%,中红外波段反射率为88.1%。利用温室环境模型对比不同材料覆盖下的温室气温与降温能耗。模拟结果表明:该薄膜可使上海地区密闭温室内部温度降低11.4℃,选择反射层与透明辐射层的降温贡献分别为6.8℃与4.6℃。使用该薄膜,可使主动降温温室的热泵能耗降低26.9%,节能增产效果显著。

聚赛龙推出红外线穿透PC材料

聚赛龙工程塑料有限公司通过与中山大学合作，开发出能够选择性穿透红外线的PC材料。该材料是利用可见光区与近红外区辐射的波长和穿透能力的差别，通过对低波长范围的电磁辐射进行选择性吸收，从而实现近红外区辐射（700-1500nm）电磁波的选择性透过。该系列材料可以实现：可见光区的透光率低于1％，而近红外区的透光率大于80％，起始透过波长为600～800nm，聚赛龙已经就本项技术申请了国家专利保护。

红外隐身技术与发展

红外隐身技术通过降低和改变目标的红外辐射特征 ,实现对目标的低可探测性。综述了国内外红外隐身材料的发展历程。