【摘 要】
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随着军事技术的不断发展和提升,目前从装甲集群到单兵人员都配备了一定数量的红外（IR）热成像系统。在发现就摧毁的新形势战争背景下,开发红外隐身材料已成为防护研究的重点,且具有重要的国防和军事意义。传统红外隐身材料通常采用低红外发射率材料,但是在实际环境下的温度控制和热量处理方面仍存在很多问题。当前研究表明,将相变吸热材料与低发射率材料结合制备红外隐身材料是能实现积极且稳定的红外隐身的可靠方案。首先,
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随着军事技术的不断发展和提升,目前从装甲集群到单兵人员都配备了一定数量的红外（IR）热成像系统。在发现就摧毁的新形势战争背景下,开发红外隐身材料已成为防护研究的重点,且具有重要的国防和军事意义。传统红外隐身材料通常采用低红外发射率材料,但是在实际环境下的温度控制和热量处理方面仍存在很多问题。当前研究表明,将相变吸热材料与低发射率材料结合制备红外隐身材料是能实现积极且稳定的红外隐身的可靠方案。首先,以二十烷为相变材料（PCM）,三聚氰胺、尿素、甲醛（MUF）为第一层壳材料,聚苯胺（PANI）为低红外发射率的第二层壳材料,采用原位聚合和表面沉积法,制备了兼具温度控制和低发射率表面的双壳微胶囊（DSMs）。DSMs的粒径为1.484μm,潜热为155.1 J/g,芯材含量为63.25%,红外发射率低至0.722（1-22μm）。差示扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（TGA）表明,DSMs在工作温度范围内具有良好的热稳定性。经涂层整理到聚酯织物后,所得红外隐身织物的发射率为0.794（1-22μm）,并且在红外隐身重点波段的发射率分别为0.785（8-14μm）和0.778（3-5μm）。此外,与未处理的织物相比,红外隐身织物具有显著的实际温度控制效果。更重要的是,红外隐身织物在实际环境中表现出了明显的红外隐身效果和良好的耐用性。之后为了进一步降低表面发射率,制备了一种基于温度和发射率控制的双工作模块驱动型红外隐身织物。凭借128.5 J/g的高潜热相变涂层,其展现出了很好的实际温度控制效果。同时,得益于化学镀银赋予的金属化表面,该红外隐身织物的表面红外发射率低至0.692（1-22μm）,0.687（8-14μm）和0.655（3-5μm）。将未处理织物与红外隐身织物分别于45℃和80℃热板上加热后,通过热成像仪可以很明显的观察到红外隐身织物对于红外信号的有效屏蔽及干扰。相关的牢度测试表明其具有很好的应用潜力。最后考虑到红外隐身材料在高热量装备上的应用需求,又设计了一种基于低红外发射率铝（Al）粉,并通过主动吸热来控制温度的红外隐身凝胶。通过冷冻干燥制备的气凝胶,其一侧沉积有铝层,具有较低的发射率,在吸附PCM后,显示出较强的吸热控温能力。该红外隐身凝胶的负载率为322.15%,熔化潜热高达140.6 J/g,与纯PCM相比,仅损失24.4 J/g。且它在1-22μm、8-14μm和3-5μm波段的平均发射率分别低至0.478、0.408和0.257。红外热成像显示,在100°C下连续加热120 min内其辐射温度不超过60°C,展现出了非常好的红外隐身效果。此外,多个加热-冷却循环实验表明,红外隐身凝胶具有很好的形状稳定性。综合以上研究,本课题为实现积极且稳定的红外隐身提出了可行方案。
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