中温红外低发射率涂层材料的配方设计及制备工艺优化研究

摘要

红外低发射率涂层作为红外抑制技术中的主要手段和材料，以其制造方便、成本低等优势在红外隐身技术研究中占有重要位置。本文针对飞机、导弹等现代飞行器的发动机尾喷管、中心锥等部位需要耐受温度较高的涂层材料的现状。设计和制备了具有低红外发射率及优良工程应用性能的耐中温型涂层，对实现飞行器的红外隐身具有重大意义。
　　本论文较系统地研究了中温红外低发射率涂层的制备、表征、机理及其工程应用性能。从理论上设计了中温红外低发射率涂层的理想组成及结构。通过实验系统地分析了树脂结构、填料状态、助剂结构对涂层发射率和工程应用性能的影响;通过优化设计得到了中温涂层的最佳配方;揭示了制备工艺对中温涂层性能的影响机理。获得了低红外发射率、高工程应用性能的中温涂层，初步实现了中温红外隐身涂层工程化应用。取得了如下主要研究成果:
　　1.通过研究中温红外低发射率涂层的设计原理，揭示了涂层组织结构与耐温性、红外发射率、工程应用性能的内在关系和物理本质。
　　2.依据中温红外低发射率涂层的设计原理，通过设计相关实验对理想中温红外低发射率涂层的设计结论加以验证。研究树脂基体、填料及助剂对涂层综合性能的影响，提出了红外波段高透明且具有良好耐温性能的粘合剂是获得中温低红外发射率涂层的关键因素，填补了中温低红外发射率涂层在设计理论及制备技术方面的空白。
　　3.根据中温红外低发射率涂层的制备技术，制备了在3～5μm和8～14μm波段发射率均低至0.20的中温红外低发射率涂层，并且具备基本的耐温、力学等性能，初步实现涂层工程化。
　　4.探讨了制备工艺对中温红外低发射率涂层工程应用性能的影响规律，得到了中温涂层最佳涂装工艺参数:当基板用硅烷液处理、涂料的熟化时间为8h，涂料的粘度为15～20 s，喷枪压力为0.4 MPa，喷枪角度为30°，溶剂为二甲苯，固化温度为180℃，固化时间为2h时，涂层的工程应用性能最佳。

目录

摘要

注释表

第一章 绪论

1．1 红外隐身技术简介

1．1．1 红外隐身的意义

1．1．2 红外隐身的基本原理

1．1．3 飞机红外辐射的特点

1．1．4 飞机红外隐身的主要技术途径

1．2 中温红外低发射率涂层材料简介

1．2．1 红外发射率的定义

1．2．2 中温红外低发射率涂层材料的定义

1．2．3 中温红外低发射率涂层材料的组成

1．3 耐中温红外低发射率涂层材料的国内外发展状况

1．4 本文选题背景及研究内容

1．4．1 选题背景

1．4．2 研究内容

第二章 中温红外低发射率涂层的研究方案及性能测试

2．1 引言

2．2 中温红外低发射率涂层的设计方案

2．2．1 粘合剂的选择

2．2．2 颜填料的选择

2．2．3 助剂的选择

2．3 性能测试

2．3．1 耐温性测试

2．3．2 红外发射率测试

2．3．3 力学性能测试

2．3．4 耐腐蚀性能测试

第三章 中温低红外发射率涂层的制备

3．1 引言

3．2 中温红外低发射率涂层用粘合剂研究

3．2．1 实验部分

3．2．2 实验结果及机理分析

3．2．3 本节小结

3．3 中温红外低发射率涂层用填料研究

3．3．1 实验部分

3．3．2 实验结果与机理讨论

3．3．3 小结

3．4 中温红外低发射率涂层用助剂研究

3．4．1 实验部分

3．4．2 实验结果与机理分析

3．4．4 本节小结

3．5 本章小结

第四章 中温红外低发射率涂层材料的制备工艺研究

4．1 引言

4．2 涂层材料熟化时间对中温涂层性能影响

4．2．1 实验部分

4，2．2 实验结果与机理分析

4．2．3．本节小结

4．3 涂层材料粘度对中温涂层性能影响

4．3．1 实验部分

4．3．2 实验结果与机理分析

4．3．3．本节小结

4．4 喷枪压力对中温涂层性能影响

4．4．1 实验部分

4．4．2 实验结果与机理分析

4．4．3 本节小结

4．5 喷枪角度对中温涂层性能的影响

4．5．1 实验部分

4．5．2 实验结果与机理分析

4．5．3 本节小结

4．6 溶剂种类对中温涂层性能影响

4．6．1 实验部分

4．6．2 实验结果与机理分析

4．6．3 本节小结

4．7 本章小结

第五章 基板及固化工艺对中温涂层性能的影响

5．1 引言

5．2 基板种类对中温涂层性能影响

5．2．1 实验部分

5．2．2 实验结果与机理分析

5．2．3 本节小结

5．3 固化工艺对中温低发射率涂层性能的影响

5．3．1 实验部分

5．3．2 实验结果与机理分析

5．3．3 本节小结

5．4 本章小结

第六章 工作总结与研究展望

6．1 工作总结

6．2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文