红外涂层的光学及色差研究文献综述

 2022-07-24 10:07

第一章 绪论

1.1红外低发射率涂层简介

1.1.1红外低发射率涂层的特点

伴随红外探测设备以及红外制导武器的快速发展,红外低发射率涂层(IRLEC)已经成为了当下比较重点关注的话题[1]。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, 各国所掌握的红外先进与否, 将是取得未来高技术战争胜负的主导因素之一。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。红外低发射率材料, 由于其使用方便, 无需改变军事目标的形状, 在现有条件能实现目标的红外隐身因此已广泛应用于隐身技术[2],由此可见使用红外低发射率涂层应用前景非常广阔。

1.1.2红外低发射率涂层的组成

红外低发射率涂层是通过控制目标表面的红外发射率来降低其红外辐射能量,从而降低红外发射率。涂层主要由填料、粘合剂和助剂三部分组成。其中助剂用于改善涂层性能,用量不是很大。填料和粘合剂是影响红外涂层隐身性能的主要因素[3]

为了实现隐身的目的,首要是经过掌握涂层表面的红外发射率来将热辐射能量降低。构成涂层组成的三种组成物质:填料、粘合剂和助剂。其中助剂一般量比较少,作用是改善涂层性能,所以三种物质中主要决定涂层性能的是填料和粘合剂。

目前有三种普及的红外隐身填料:着色填料、金属填料、半导体填料。金属填料中,最常用的是质轻、价廉、易得的铝。着色颜料并不具备降低发射率的特性[4]。半导体填料大多含有杂质,其红外性能及物理结构和形貌均会随着掺杂材料的浓度变化而改变,易适应于多波段隐身兼容[5]。由此可见,

常用的粘合剂有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂以及丙烯酸树脂复合金属填料等,但它们都具有相对较高的发射率[6]

根据以上分析我们可以得出结论,红外隐身性能的实现主要靠填料。

1.2研究概况

1.2.1国内外研究现状

国外对于红外隐身技术的钻研要比雷达隐身技术晚 10 年左右,在20世纪中期才对红外隐身材料进行钻研。

美国是最早开展红外隐身涂料研究的国家,其红外隐身涂料研制工作已取得较大成功,提出了一种根据涂料配方及其原材料参数预测其红外辐射特性的模拟计算方法,并对红外隐身涂料的配方设计提出了一些重要结论[7]。美国在 70 年代就开始了研究,并且已经取得了很大进展,其中最具代表性的是阿瑟·李德公司受美国陆军研究所委托,提出了一种根据红外隐身涂料配方及其原材料参数预测其红外辐射特性的模拟计算方法[8]。另有一些美国学者将直径为70mu;m的片状铝(质量比占38%)掺杂到无机磷酸盐粘合剂中,获得了在10.6mu;m频谱区发射率为0.18的红外隐身涂料[9,10]。美国提出2005年研制出可单独控制的发射率涂层,2010年研制出能自动对背景和威胁作出反应的自适应涂层体系。KiyoshiChiba等[11]利用中层掺银的多层涂覆方式获得了低发射率涂层材料。国外的红外隐身涂料虽已形成了色彩化,但实用化的较少,且在复合隐身兼容性方面仍没有完全解决好。

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