碳纤维基红外/毫米波复合诱饵材料技术研究

论文摘要

本文依据烟火诱饵材料对红外/毫米波复合制导武器的相关干扰理论,研究干扰红外、毫米波的诱饵特征,依此提出了以耐高温碳纤维织物为基材,在其上镀覆导电金属薄层并涂覆新型高能宽波段红外诱饵药剂来实现红外/毫米波复合诱饵功能的技术途径。开展了镀金属碳纤维织物作为红外/毫米波复合诱饵材料中毫米波干扰组分的相关特性研究,研究了耐高温碳纤维表面金属镀镍、铜和银的工艺优化,并创新性地提出了碳纤维表面无钯活化处理化学镀镍工艺及碳纤维表面直接环保镀银工艺。以优化工艺为基础制备了镀镍、铜和银碳纤维织物,并创新性地开展了碳纤维织物表面复合化学镀研究,分别制备了复合镀镍铜和复合镀铜银碳纤维织物,同时开展了不同金属镀层碳纤维织物的表观形貌、导电性能及镀层结合性能研究。在金属镀覆碳纤维织物的一面开展了红外诱饵药剂涂覆工艺研究,并对红外诱饵药剂配方进行了设计与试验研究,提出了组分设计原则,通过大量实验筛选出了由聚四氟乙烯、镁粉、可燃剂KR、红外活性物质HW及胶粘剂氟橡胶组成的金属镀覆碳纤维基红外诱饵药剂初始配方,并采用回归旋转设计的方法对初始配方进行了优化设计,结合诱饵药剂的红外光谱辐射性能测试实验,优化出了最佳的红外诱饵药剂配方,并利用MATLAB软件进行分析,揭示了诱饵药剂各组分对3～5μm、8～14μm辐射性能的影响规律。对碳纤维基红外/毫米波复合诱饵材料的特性进行了测试评价,结果表明涂覆最佳配方的红外诱饵药剂的复合诱饵燃烧时整体红外光谱辐射亮度显著增强;毫米波RCS值与金属镀层的导电性相关,不同金属镀层的毫米波RCS随镀层导电性能的增强而增大,同一种金属镀层时毫米波RCS随镀层厚度增大而增大;实验结果表明相同施镀时间情况下,复合铜银镀层碳纤维织物导电性最强,毫米波RCS值较其它镀层碳纤维织物大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外同类研究概况
• 1.3 本文主要研究工作
• 2 碳纤维基红外/毫米波复合诱饵研究理论分析
• 2.1 红外/毫米波复合诱饵研究理论基础
• 2.1.1 诱饵红外干扰机理
• 2.1.2 红外辐射的基本定律
• 2.1.3 毫米波箔片散射理论
• 2.2 碳纤维基红外/毫米波复合诱饵材料研究技术途径
• 2.2.1 碳纤维基红外/毫米波复合诱饵材料设计依据
• 2.2.2 碳纤维基红外/毫米波复合诱饵材料的设计途径
• 2.3 本章小结
• 3 耐高温碳纤维基毫米波散射材料的制备研究
• 3.1 引言
• 3.2 化学镀的机理
• 3.2.1 化学镀镍机理
• 3.2.2 化学镀铜机理
• 3.2.3 化学镀银机理
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 碳纤维前处理
• 3.3.2 毫米波散射材料的制备
• 3.3.3 镀层性能测试
• 3.4 碳纤维化学镀镍工艺的优化研究
• 3.4.1 镀液配方的优化设计
• 3.4.2 工艺参数的优化研究
• 3.5 碳纤维化学镀铜工艺的优化研究
• 3.5.1 镀液配方设计
• 3.5.2 工艺参数研究
• 3.6 碳纤维化学镀银工艺的优化研究
• 3.6.1 碳纤维表面化学镀银工艺
• 3.6.2 镀液配制工艺对镀层质量的影响
• 3.6.3 优化实验方案
• 3.6.4 实验结果与讨论
• 3.7 碳纤维织物金属镀覆研究
• 3.7.1 碳纤维织物单镀层镀覆性能表征
• 3.7.2 碳纤维织物复合镀层镀覆性能表征
• 3.8 本章小结
• 4 金属镀覆碳纤维基高能红外诱饵药剂配方设计与试验
• 4.1 金属镀覆碳纤维基高能红外诱饵药剂初始配方筛选
• 4.1.1 组分选择原则
• 4.1.2 组分筛选试验
• 4.1.3 结果与讨论
• 4.2 金属镀覆碳纤维基高能红外诱饵药剂初始配方的确定
• 4.2.1 聚四氟乙烯含量的确定
• 4.2.2 镁、可燃剂KR含量的确定
• 4.2.3 氟橡胶含量的确定
• 4.2.4 红外活性添加剂含量的确定
• 4.3 金属镀覆碳纤维基高能红外诱饵药剂的配方优化
• 4.3.1 最优化设计方法概述
• 4.3.2 金属镀覆碳纤维基高能红外诱饵药剂配方的优化设计
• 4.4 本章小结
• 5 碳纤维基红外/毫米波复合诱饵材料特性评价
• 5.1 复合诱饵的红外光谱辐射特性
• 5.2 复合诱饵的毫米波RCS特性
• 5.2.1 测试原理及方法
• 5.2.2 结果与讨论
• 5.3 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读博士学位期间论文发表及获奖情况