红外-可见光兼容隐身材料的制备与性能研究

摘要

隐身材料是隐身技术发展的关键。研发与可见光兼容隐身的红外低发射率材料是目前隐身材料研究的重要方面之一。涂覆红外低发射率涂层材料是实现静动态目标红外隐身的一种简单易行的措施。 本文在总结红外低发射率涂层材料的隐身原理，涂层材料中颜料及粘合剂的选择要求，及红外隐身技术的国内外研究现状的基础上，针对研究中存在的问题，采用片状铝粉作为颜料，对其进行表面改性，以获得宽频隐身颜料；采用环氧树脂，丙烯酸树脂，醇酸树脂和EEA树脂作为粘合剂制备涂层，并对其制备方法及性能进行研究。 片状铝粉是降低涂层红外发射率最主要的颜料之一。但其金属光泽不利于它在可见光的隐身。本文以自制的硝酸亚铁Fe（NO3）2为原料，通过液相沉积法对片状铝粉进行表面包覆。研究了Fe2+与A1摩尔比[Fe2+]/[A1]、温度和pH值对包覆效果的影响。研究表明，合适的包覆条件为：[Fe2+]/[A1]=0.06，pH=5.0，T=50℃—70℃。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD），傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）和X射线能谱仪（EDS）等分析测试手段对样品的表面形貌及物相结构进行了表征，并用激光粒度分析仪对包覆前后的铝粉进行粒径分析，结果表明在铝粉表面成功的包覆了一层铁氧化物。 粘合剂是红外低发射率涂料的重要的组分，不仅要求其在红外窗口有很低的红外发射率，还要求有很好的物理机械性能。本文采用环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂和EEA树脂作为粘合剂。通过红外光谱分析对几种树脂在红外波段的吸收特性进行研究。结果显示环氧树脂在红外波段具有最强的吸收，而直链型EEA树脂在红外波段基本透明。并对清漆和掺杂颜料的涂层附着力、耐冲击性、柔韧性性能进行测试。结果表明环氧树脂物理机械性能较好，而EEA树脂的物理机械性能较差。对清漆和掺杂不同含量颜料的涂层的红外发射率进行研究。研究表明，环氧树脂和EEA树脂制备涂层的红外发射率较高，丙烯酸树脂和醇酸树脂制备涂层的红外发射率较低。在涂层中加入制备的铁氧化物包覆的片状铝粉颜料后，涂层的红外发射率明显减小。并且在质量比为20％—40％的范围内随着颜料加入量的增加，涂层的红外发射率降低，当加入量达到35％时，红外发射率的降低幅度减小。因此，本文颜料的加入量控制在40％以内较佳。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2红外隐身基本原理

1.2.1红外辐射基本原理

1.2.2红外波段的划分

1.2.3红外探测方法

1.3红外隐身途径

1.3.1控制目标表面温度的隐身材料

1.3.2降低发射率的红外隐身材料

1.4研究进展

1.4.1国外研究进展

1.4.2国内研究进展

1.4.3低红外发射率涂料存在的缺陷

1.5本文的主要研究目的及内容

1.5.1研究目的

1.5.2研究内容

第2章 颜料的制备与性能研究

2.1颜料的选择

2.1.1金属颜料

2.1.2着色颜料

2.1.3半导体颜料

2.1.4A1粉颜料

2.2制备原理

2.3实验部分

2.3.1主要试剂

2.3.2实验过程

2.3.3性能测试

2.4结果与讨论

2.4.1反应条件对样品颜色及金属光泽的影响

2.4.2样品的形貌分析

2.4.3样品的元素及含量分析

2.4.4样品的物相分析

2.4.5样品的红外分析

2.4.6样品的粒度分析

2.5小结

第3章 涂层的制备及性能测试

3.1粘合剂的选择

3.1.1粘合剂的选择要求

3.1.2环氧树脂

3.1.3丙烯酸树脂

3.1.4醇酸树脂

3.1.5EEA树脂

3.2制备工艺

3.3实验部分

3.3.1主要原料

3.3.2实验过程

3.3.3涂层的性能测试

3.4结果与讨论

3.4.1红外光谱分析

3.4.2涂层的力学性能表征

3.4.3涂层的红外性能表征

3.5小结

第4章 结论

参考文献

攻读学位期间发表论文

致谢