涂料型红外隐身材料研究进展

简述了红外隐身的工作原理 ,分析了不同类型红外隐身涂料的性能特征。系统的论述了国外隐身涂料的研究进展和应用领域 ,列举了国内一些具有代表意义的红外隐身涂料研究成果。

红外增透与保护膜技术的研究

采用电子束与离子辅助沉积技术，在氟化镁晶体材料上制备3．5～4．9μm增透与保护膜。经过实验，选取氧化钛与二氧化硅作为薄膜材料，并优化沉积工艺参数，尽可能减少吸收损失，对氟化镁基底实现有效的增透和保护。实验结果表明，镀膜后其单面剩余反射率由未镀膜时的2．5％减少到1．2％，并能承受湿热和雨淋测试。

航天器用铝光亮阳极氧化涂层特性研究

铝光亮阳极氧化涂层是一种重要的航天器热控制材料.本文对硫酸电解液铝阳极氧化工艺进行了较系统的研究,发现抛光时间、阳极氧化电压、电解液温度和涂层的膜厚等对涂层光学性能有重要的影响:适度抛光可以提高涂层的太阳反射率,提高氧化电压和电解液温度可以显著增加涂层的红外发射率,膜厚对红外发射率影响较大而对太阳吸收影响并不明显.在最优工艺条件下(10V、20℃)可以制备出性能优异的铝光亮阳极氧化热控涂层.

一种新型近红外伪装涂层的制备及光谱性能研究

以聚氨酯为基体,叶绿素、铬绿、水等为填料,研制出一种可有效模拟植物反射光谱的近红外伪装涂层。实验结果表明,涂层在近红外波段具有明显的水吸收峰,克服了传统的材料因不含水而无法实现"同谱"的不足;含水量60 wt%时,涂层在300～2500 nm波段呈现出与植物相似的光谱反射特征,相似度高达99%,且符合美军标光谱通道要求,有望成为对抗现代光谱侦察的有效手段。此外,通过FT-IR、SEM等表征手段,简要讨论了涂层组成及微观结构对其光谱性能的影响。

可溶性近红外吸收剂氨基酞菁的合成及应用

通过先合成脂肪氨基邻苯二腈再合成酞菁的工艺制备了一系列可溶性近红外吸收氨基酞菁。采用核磁共振氢谱(1H NMR)、红外光谱(FT-IR)、溶解性实验、紫外吸收光谱(UV-Vis)、热重分析法(TGA)对氨基酞菁的结构和性能进行了表征。结果表明成功合成了不同结构的氨基酞菁。在酞菁外围-位取代脂肪族氨基以及采用Mn2+配位,可以得到较高溶解性的氨基酞菁。脂肪族氨基的供电子性能,尤其是-位取代,配合Mn2+,可使酞菁Q带出现较大红移,3,3′,3″,3--四正丁氨基锰酞菁(α-Tn BAMn Pc)在三氯甲烷溶液中的最大吸收波长可达870 nm。研究了α-Tn BAMn Pc在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和水性聚氨酯(WPU)中的近红外吸收性能,在PMMA膜片中,α-Tn BAMn Pc的添加量超过0.60%(质量分数)时,在862 nm波长处透过率为0;在WPU涂层中,α-Tn BAMn Pc含量超过0.40%(质量分数)时,在866 nm波长处透过率为0。

聚氨酯/青铜-Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收与发射率性能

以青铜（bronze）粉与Sm2O3为复合颜料,聚氨酯（PU）为黏合剂,制备了PU/bronze-Sm2O3复合涂层。系统研究了涂层的红外发射率、近红外吸收性能及力学性能。结果表明：Sm2O3的存在可有效降低涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率,青铜粉的存在可有效降低涂层在8-14μm波段的红外发射率;通过调节青铜粉与Sm2O3质量比,涂层在8-14μm波段的红外发射率可在0.422-0.782范围内调节,涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率可分别在46.8%-65.0%和49.3%-70.7%范围内调节;所制备PU/bronze-Sm2O3复合涂层具备优良的力学性能,在不同青铜粉与Sm2O3质量比下,其附着力与耐冲击强度分别可达到1级和50kg·cm。

聚氨酯/Sm_2O_3复合涂层的制备及近红外吸收性能研究

以聚氨酯(PU)为粘合剂,Sm2O3为颜料,采用刮涂法制备了PU/Sm2O3复合涂层。采用近红外反射光谱及涂层力学性能测试方法系统研究了涂层的近红外吸收性能与力学性能。结果表明,Sm2O3可使涂层具备对1.06μm与1.54μm特殊近红外光的强吸收特性,PU可使涂层具备优良的力学性能。当涂层处于最佳条件(Sm2O3含量40%(w),涂层厚度96μm)时,涂层的附着力可以达到1级,耐冲击强度可以达到40 kg·cm,对1.06μm与1.54μm特殊近红外光的反射率分别可以低至58.7%和34.7%。所制备的PU/Sm2O3复合涂层有望成为一种新型的具备优良力学性能的近红外吸收材料。

H^+辐照前后C-SiC涂层的红外吸收光谱研究

对在不锈钢基体上用离子束混合技术沉积的C SiC涂层 ,进行了二次离子质谱 (SIMS)及傅氏变换红外吸收光谱(FI IR)的分析。研究了不锈钢基体涂覆前后的H+ 辐照的氢浓度分布以及H+ 辐照前后涂层的红外光谱振动吸收峰的变化 ,对SiC涂层阻氢的机理进行了探讨。

8～14μm波段低发射率涂层材料的制备及性能研究

目的为满足市场对低发射率涂层的需要,制备了低发射率涂层材料,并讨论填料和基体树脂对其红外发射率的影响。方法以325、500、800、1000、1200、1500目铝粉为填料,丙烯酸树脂(AR)、环氧树脂(ER)和聚氨酯树脂(PR)为基体树脂,制备了低发射率涂层,分别从基体树脂种类、黏度、铝粉粒径及含量四个方面对涂层红外发射率进行了研究。结果 PR涂层在8~14μm波段的红外发射率最低,PR为低发射率涂层用基体树脂的最佳选择。涂层红外发射率随着基体树脂黏度的增大逐渐降低,并且变化趋势接近于线性。在研究范围内,铝粉的最佳粒径为325目,且涂层红外发射率随铝粉含量的增加而降低。结论制备的低发射率涂层的红外发射率低,而且环保。

耐温型1.06μm近红外吸收涂层的制备及性能表征

以Sm2O3为颜料,环氧改性有机硅为粘合剂,采用喷涂法制备了环氧改性有机硅/Sm2O3复合涂层。系统研究了热处理温度及热处理时间对所制备涂层微结构、近红外吸收性能及力学性能的影响。结果表明:环氧改性有机硅/Sm2O3复合涂层最高可耐受温度可达到300℃,在300℃下热处理5 h后,涂层微结构保持不变,对1.06?m近红外光的反射率可低至47.7%,涂层的硬度可达到4H,附着力2级,耐冲击强度40 kg?cm。所制备涂层在250℃下可长时间使用,在250℃下热处理100 h后,涂层微结构仍然保持不变,对1.06?m近红外光的反射率可低至49.7%,涂层的硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在4 H、2级和40 kg?cm。

陶瓷涂层对中红外探测器抗激光性能的影响

中红外激光器功率的不断提高使得传统红外成像制导武器临着前所未有的激光威胁。较高能量的激光会使导引头光机系统内部产生杂散光,从而干扰导引头正常工作。为增强当前红外成像导引头内部核心器件探测器的抗激光干扰和损伤能力,本文采用新型高吸收型陶瓷涂层材料增加导引头光机系统对杂散光的吸收能力,针对高吸收型陶瓷涂层和磨砂玻璃两种漫反射材料,通过等效实验对比了不同入射激光功率对红外探测器的干扰效果。研究结果表明:采用普通漫反射材料时,探测器在功率密度101.3 mW/cm^2处达到饱和;而采用高吸收型陶瓷涂层材料后,入射激光在探测器像面上的饱和功率密度阈值增大到784.5 mW/cm^2,其抗激光干扰能力相比于普通漫反射材料提高了近8倍。本文研究结果证明了采用高吸收型陶瓷涂层材料有助于增加红外成像导引头内部光机结构的消杂散光能力,能够有效提升现役导引头抗激光干扰能力,延长红外制导武器的战场生存周期。

光谱探测中的超宽带减反射膜

设计并研制了基于声光晶体的1 300-3 400nm波段超宽带减反射膜.运用电子束真空沉积系统,采用双材料共蒸发技术,解决了膜系设计时所需材料的折射率匹配和相应波段膜层吸收的问题,吸收在工作波段减少到0.7%.在共蒸发过程中,先沉积蒸发速率不稳定的材料,待蒸发速率稳定后,同时沉积另一种蒸发速率较稳定的材料,可提高共蒸发时两种材料的质量配比准确度从而获得所需要的折射率.制备的薄膜在所需波段平均透射率大于96%,薄膜满足相应的环境检测要求.

涂布法制备阳光蓄热纸的研究

以六偏磷酸钠为分散剂,以丁苯胶乳、聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为黏合剂,将氧化铝(Al2O3)和(或)碳化锆(ZrC)等红外吸收材料涂覆于纸张表面制备阳光蓄热纸。实验室结果表明:涂料固含量为50%和使用线径为100μm的线棒时效果最好。在涂料配方中蓄热剂的用量以80份为最佳,ZrC的效果优于Al2O3,但将ZrC与Al2O3复合使用尤其是份数比为3:1复合使用时效果更佳。

绢云母对聚氨酯/Sm_2O_3复合涂层自然老化性能的影响

目前有关绢云母对近红外吸收涂层自然老化性能的影响鲜见研究报道。采用绢云母改性聚氨酯(PU)/Sm_2O_3复合涂层,从涂层微结构、近红外吸收性能和力学性能角度系统研究了改性前后涂层经4个月自然老化后性能的变化规律。结果表明:改性前后涂层的微结构对自然老化均具有良好的稳定性,随自然老化时间的延长并未出现开裂、起泡、粉化等现象。改性后涂层在同等自然老化条件下对1.06μm近红外光的反射率要明显低于未改性涂层。改性前后涂层的硬度对自然老化具有良好的稳定性;未改性涂层的附着力、耐冲击强度及柔韧性受自然老化影响明显,但经绢云母改性后可得到明显加强,经自然老化4个月后仍然可达到1级、500 N·cm及3 mm。

石墨烯改性聚氨酯/Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收与耐温性能

目的提高聚氨酯(PU)/Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收与耐温性能。方法以Sm_2O_3为颜料、PU为黏合剂、石墨烯为改性剂,采用喷涂法制备得到了石墨烯改性PU/Sm_2O_3复合涂层。从近红外反射率、外观、微结构及力学性能等方面,系统研究了石墨烯改性对涂层近红外吸收及耐温性能的影响规律。结果石墨烯改性可明显降低PU/Sm_2O_3复合涂层对1.06μm近红外光的反射率,当石墨烯添加量为8%(占Sm_2O_3质量的百分比)时,可使涂层对1.06μm近红外光的反射率从改性前的60.4%降低为17.3%,大大提升了涂层对1.06μm激光的隐身效能。石墨烯改性可使涂层的耐温性能有所增强,改性涂层因热处理而颜色加深的现象有所改善。同时改性涂层相比未改性涂层可保持更加稳定和优越的力学性能,改性涂层经不同温度热处理后的硬度、附着力和耐冲击强度可分别保持在3H、1级和50 kg·cm。结论石墨烯改性可明显提高PU/Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收性能,并可在一定程度上提高涂层的耐温性能,从而使涂层可较好地满足实际工程应用要求。

高频感应燃烧红外吸收法测定焊接药剂中硫含量

研究了高频感应燃烧红外吸收法测定焊剂、焊条药皮和药芯焊丝药粉等焊接药剂中硫含量的方法。最佳工作条件为先将0.1~0.15g样品加入预先放置有0.3~0.5g铁屑的瓷坩埚中,再覆盖0.2g锡粒和1.7g钨粒;采用0.3~0.5g钢铁有证标准样品建立校准曲线(助熔剂为0.2g锡粒-1.7g钨粒)。结果表明,方法的测定下限为0.005%(高纯氧气)至0.008%(普通氧气)。将实验方法用于不同硫含量的焊接药剂实际样品的分析,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)不大于7%,加标回收率为83%~107%。采用焊剂及矿石标准样品进行准确度验证,测定值与认定值相符合。

超疏水近红外吸收涂层的制备及性能表征

以纳米Si O2为微纳结构改性剂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为粘合剂、Sm2O3为功能颜料,通过合理的涂层结构设计,采用刮涂法制备得到具有超疏水特性的PDMS/Sm2O3复合涂层。分析探讨了PDMS和Sm2O3配比(质量比)、纳米Si O2添加量及表面微纳结构层对涂层性能的影响规律。结果表明,PDMS和Sm2O3质量比对涂层性能具有重要影响,当m(PDMS)∶m(Sm2O3)=6∶4时,涂层对1.06μm近红外光的反射率可低至58.8%,涂层的水接触角可达到113°,明显高于传统聚氨酯基近红外吸收涂层的水接触角。通过在PDMS/Sm2O3复合涂层表面涂覆具有明显乳突状结构特征的PDMS/SiO2微纳结构层,可使涂层实现超疏水特性。PDMS/Sm2O3复合涂层表面经Si O2质量分数为30%的PDMS/SiO2微纳结构层涂覆后,其水接触角可增大到158°,滚动角可低至4°,同时具有较低的1.06μm近红外反射率(61.4%)性能。

一种高效红外吸收和能量转换涂层的制备与表征

采用固相高温烧结法制备一种可以高效吸收和热能转换的红外功能涂层用填料,借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对涂层填料的形貌、结构进行表征,系统分析涂层材料的物化性能,并对其在燃气传热过程中的实际节能效果进行验证.结果表明:合成的Fe-Mn-Cu体系红外填料具有较高的发射率,用其制备的红外涂层具有较强的耐酸碱性能、较好的附着能力以及较高的耐冲击强度.红外辐射与吸收的匹配程度对燃气的使用效率有重要影响,在金属Al表面涂覆后,使用普通燃气燃烧器可使燃气使用效率提高10.3%,而与红外燃烧器搭配使用时,燃气使用效率提高21.7%.

铜基红外线吸收膜层常用制备技术的研究现状及发展方向

红外线吸收膜层多采用基体黑化处理获得。在铜基黑化膜层的制备工艺中,常温黑化已基本取代了传统的高温碱煮黑化。综述了铜基黑化的发展现状,重点介绍了常温黑化中的硒铜系发黑、氧化发黑及表面涂覆涂料发黑工艺,并对黑化工艺的发展前景进行了展望。

远红外涂料配方研究

测试了多种金属氧化物单体在三种温度 (40 0℃、5 0 0℃、6 0 0℃ )下的光谱发射率曲线。针对薄层物料 ,讨论了远红外涂料配方依据 ;对比测试显示 。