红外伪装降温涂料原理研究
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高红外反射率隔热涂料是指对太阳辐射近红外波段具有高的反射比,涂层本身在中远红外波段具有高发射率,从而在不消耗能量的情况下降低涂层表面温度的功能性涂层材料。
通过乳液聚合制备水性丙烯酸酷乳液,应用在高红外反射隔热涂料体系中作为成膜物质。
在制备高红外反射隔热涂料过程中,加入金红石型钦白粉、空心微珠、六钦酸钾晶须、二氧化硅气凝胶四种功能填料形成不同隔热涂料体系,对加入的功能填料进行了SEM、XRD和反射率分布的分析。
同时研究了隔热涂料的制备工艺,制备隔热涂料过程中纳米粒子的分散和表征方法,涂料的隔热、反射和基本性能测试方法。
功能填料隔热效果由高到低依次为:六钦酸钾晶须、二氧化硅气凝胶、金红石型钦白粉、空心微珠。
隔热涂料按其作用机理可分为三类:阻隔性隔热涂料、辐射性隔热涂料及反射性隔热涂料。
复合性隔热涂料.隔热涂层的研究基本分为两类:一部分研究者在做材料方面的研究,试图根据材料的导热系数、反射率、发射率、吸收率等热物性参数的需要来选择合适的组分,配制出隔热性能良好的隔热涂料;另一部分研究者则是通过实验研究涂层热物性,特别是涂层表面的太阳辐射反射率对建筑能耗的影响。
红外辐射粉体基料主要是金属氧化物的复合物和碳化物,主要辐射波段在2.5~12μm的范围内,常用的氧化物有Fe2O3、MnO2、NiO、CuO、CoO、Cr2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、La2O3、CeO等。
其中,用得较多的是过渡金属氧化物,如Fe2O3、MnO2、CuO、CoO 等[5]。
载体粘结剂一般有硅酸盐型(水玻璃)、硅溶胶、磷酸盐型等几类。
对于低温干燥窑炉使用的红外辐射涂料,常用的载体粘结剂为水玻璃和磷酸盐水溶液;对于中高温干燥窑炉使用的红外辐射涂料的粘结剂,常用的为多种微粉或溶胶,一般为SiO2、Al2O3、Cr2O3微粉或溶胶。
英国CRC公司推出的ET-4型红外辐射涂料,其基料的主要组成是ZrO2、SiO2、Al2O3;美国CRC公司推出的C-10A、SBE涂料的粉料组成与英国的ET-4型类似;日本推出的HRC红外辐射涂料的粉料组成是CoO、Cr2O3、Fe2O3、MnO2、SiO2、Al2O3等。
红外隐身涂料的研究进展郦江涛姜卫陵赵云峰( 北京材料工艺研究所 , 北京 , 100076)摘要为了提高导弹的生存力和战斗力 , 必须提高导弹的突防能力 , 红外突防是其中一个重要内容。
红外隐身涂层技术是提高导弹红外突防的一种简单有效的方法。
本文介绍了红外隐身材料国内外研究进展情况 , 包括构成红外隐身材料的填料、树脂及其红外性能的各种影响因素 , 最后还将介绍与雷达隐身的兼容性问题。
关键词突防 , 红外辐射 , 隐身材料。
1 引言20 世纪 70 年代以来 , 随着热红外探测器的广泛应用 , 红外隐身技术无论在飞行器、地面设备还是战略突防等方面都引起了世界各强国的高度重视。
相比国际上飞速发展的红外技术 , 我国还有相当的差距 , 必须加强这方面的研究。
红外探测由于探测精度高 , 已经成为一种重要的探测和跟踪手段。
随着红外探测技术的快速发展 , 红外隐身技术也取得了很大的进步。
本文将概括地介绍应用于红外隐身涂层的填料、粘合剂及其红外特征的影响因素 , 最后还将讨论与雷达的相容性问题。
2 低红外发射率材料[ 1 ]一般来说 , 用于热隐身的材料应具有以下基本特性 : 具有符合要求的热红外发射率或较强的控温能力 ; 具有合理的表面结构 ; 具有较低的太阳能吸收率; 能与其它频段的隐身要求兼容。
发射率是物体本身的热物性之一 , 其数值变化仅与物体的种类、性质和表面状态有关。
而物体的吸收率则不同 , 它既与物体的性质和表面状态有关 , 也因外界射入的辐射能的波长和强度而异 , 所以严格讲来 , 吸收率不是物体的热物性。
目前 , 以降低发射率为主要目标的涂料的主要性能指标是 : 目标表面的发射率ΕT IR , 在可见光和近红外波段的太阳能吸收率 A SUN 及与其它波段红外特性要求的兼容性。
2 . 1 填料的选择填料是影响涂料红外性能的基本因素之一。
大部分的无机填料在热红外波段 (T IR) 有明显的宽吸收频谱。
红外伪装原理红外光是指可见光红端与微波间的电磁波,波长约为0.75um至1000um间。
在军事应用上,红外光主要分为波长为0.75um至3um的近红外和波长为3um至14um的热红外两个波段。
红外探测主要是利用目标和背景之间红外辐射特征的差异来进行的,即目标和背景之间在表面温度和发射率上的差异,而且这些差异的分布是决定红外探测效率的主要因素。
因此,红外伪装的目的是通过伪装使目标的红外辐射特征与背景一致,即减小或消除目标与背景间的红外辐射差异,破坏被伪装物的外形,从而达到伪装和躲避红外探测的目的[4]。
这可通过改进结构设计和应用红外物理原理来衰减、吸收目标的红外辐射能量,使红外探测设备难以探测到目标。
由史帮芬一玻耳兹曼定律W=εσT4知,物体红外辐射能量不仅取决于物体的发射率,还取决于物体的温度。
发射率相同的物体,由于温度的不同,而在红外探测器上显示出不同的红外图像。
鉴于通常人体目标的辐射强于背景,所以一方面可通过降低人体着装的表面红外发射率来降低人体目标的红外辐射能量,另一方面可通过降低人体衣着表面温度,使其表面温度尽可能接近背最温度,从而降低人体目标与背景的热辐射对比度,减小人体目标的被探测概率。
对于传统意义上的红外伪装服,通常人们采用改变目标的表面发射率的方法来进行设计生产,即对纺织材料经过一定的纺织、染整加工和特殊的产品设计,使其成为具有特殊性能的伪装材料。
在实际应用中,通常采用对普通纺织材料制成的伪装服表面进行红外伪装涂料的涂层加工,并采用特殊的服装设计来制造红外伪装服同时由于红外伪装服的使用环境较为恶劣,涂料容易脱落,影响其伪装效果,可见,仅通过对红外伪装服进行涂层加工降低发射率及对织物进行特殊结构设计,红外伪装效果并不会很理想。
红外隐身涂料的制备及性能研究一、本文概述随着现代军事技术的迅猛发展,红外隐身技术已成为提升武器装备生存能力和突防能力的关键手段。
红外隐身涂料作为实现红外隐身的重要手段之一,其制备与性能研究在国防科技领域具有极其重要的战略意义。
本文旨在深入探讨红外隐身涂料的制备工艺、性能表征以及应用前景,为红外隐身技术的发展提供理论支撑和技术指导。
本文将概述红外隐身技术的基本原理和红外隐身涂料的分类,介绍红外隐身涂料在军事领域的应用现状和发展趋势。
详细阐述红外隐身涂料的制备工艺,包括原料选择、配方设计、制备工艺流程以及涂层制备方法等,分析不同制备工艺对涂料性能的影响。
在此基础上,对红外隐身涂料的性能进行深入研究,包括红外隐身性能、附着力、耐候性、耐腐蚀性等方面的测试与评价。
结合实际应用需求,探讨红外隐身涂料的发展前景和未来研究方向。
通过本文的研究,旨在推动红外隐身涂料技术的创新与发展,为提升我国武器装备的红外隐身能力提供有力支持。
也为相关领域的研究人员提供有益的参考和借鉴。
二、红外隐身涂料的基本理论红外隐身涂料是一种能够降低目标在红外波段被探测和识别的特殊涂层材料。
其基本理论主要基于红外辐射的物理特性、红外探测器的原理以及涂层对红外辐射的影响等方面。
红外辐射是物体在绝对零度以上的温度时发出的电磁辐射,其波长范围大致在75~1000微米之间。
物体发出的红外辐射强度与物体的温度、表面发射率以及表面状态等因素密切相关。
红外隐身涂料通过改变目标表面的红外辐射特性,降低其在红外波段的亮度和对比度,从而实现隐身效果。
红外探测器的原理是利用目标物体发出的红外辐射来探测和识别目标。
红外探测器按照工作原理可分为光子探测器和热探测器两大类。
光子探测器通过吸收目标物体发出的红外光子来产生电信号,而热探测器则是通过目标物体发出的红外辐射引起探测器内部热敏元件的温度变化来产生电信号。
红外隐身涂料可以通过降低目标物体在红外波段的辐射强度,从而减少被红外探测器探测到的可能性。