低发射率片状铝粉的制备及红外性能研究

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先进的红外探测技术对武器装备的红外伪装性能提出了严峻挑战。在武器装备表面涂覆低红外发射率涂层是最常用的红外伪装技术手段之一。片状金属颜料由于发射率低而广泛应用于低发射率涂层中,但其强烈的金属光泽和较高的可见光反射率不利于可见光伪装。由于现代军事战争中探测手段的多样化,仅满足红外伪装方面需求的材料难以适应现代战争的需要。因此设计一种能够同时兼容可见光-红外伪装性能的材料对于实际应用具有重要的意义。本论文采用直接沉淀法将Bi2O3 颗粒包覆于片状铝粉表面,制备了Al/Bi2O3 黄色复合颜料;将二氧化锰颗粒包覆于片状铝粉表面,制备了黄棕色的Al/MnO2复合颜料。探讨了沉淀剂滴加速率、反应时间、煅烧温度、分散剂种类等工艺因数对复合颜料的影响。利用SEM、XRD、傅里叶红外光谱仪和光泽仪等分别表征了复合粉体颗粒的微观形貌、物相结构、热红外发射率和颜色等性能参数。实验结果显示,沉淀反应温度为40℃,n(Bi3+)与n(Al)之比为0.2:1,沉淀剂滴加速率为0.3ml/min,经过450℃煅烧2h得到的复合颜料表面包覆完整,可将片状铝粉颜料的明度值(L*)降低13.4,而红外发射率仅升高0.05;KMnO4与Al摩尔比0.1:1,以SDS为分散剂、KMnO4滴加速率为1ml/min、搅拌反应2h的条件下制备的复合颜料表面包覆完整,红外发射率为0.63,明度值低达50.3,和原始铝粉相比,其明度值(L*)降低27.3,而红外发射率仅升高0.14.这两种复合粉体颜料均具有一定的可见光/红外兼容伪装性能。研究表明粉体的包覆材料、制备方法、工艺条件等对复合粉体粒子的微观形貌、结构有很大影响,并最终影响复合颜料的兼容伪装性能。最终制备的核壳结构粉体颜料有效降低了普通铝粉明度,并且具有较低的红外发射率。研究对相关复合颜料的工程化制备具有探索意义和一定的借鉴价值。
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