摘 要

Sb₂O₃掺杂SnO₂粉料（ATO）因具有较好的导电性和优良的可见光波段透光性，在抗静电原料领域和红外/激光复合隐身材料方面具有广阔的应用前景。本论文采用固相反应法制备ATO粉料，选择10wt%ATO为红外辐射涂层的功能填料，考察了不同粘结剂体系所制备的ATO陶瓷涂层的成膜性和红外辐射性能。

实验结果表明，1200℃煅烧温度10wt%ATO陶瓷粉料具有纯的物相和颗粒细小均匀的显微形态，且在各红外波段均具有低的红外辐射率；对比分析水玻璃、PVB、聚氨酯胶为粘结剂制备ATO涂层的成膜性和红外辐射性能，发现聚氨酯胶制备ATO涂层表面成膜性好、表面硬度高，同时表现出低红外辐射率特性。

关键词：ATO粉体；掺杂；固相法；涂层；聚氨酯胶

Abstract

Sb₂O₃-doped SnO₂ powder (ATO) has good electrical conductivity and good transparency in the visible region. Therefor,it has broad application prospect in the field of antistatic materials infrared/laser composite materials.The paper adopted solid-state reaction method to prepare ATO powder,selecting 10wt% ATO as infrared radiation coating functional filler.The different binder system preparation of ATO film-forming properties and infrared radiation properties of ceramic coating are examined.

The experimental results show that 1200 ℃ calcination temperature of 10 wt% ATO ceramic powder has a pure phase and fine particles of uniform microstructure morphology and has a low infrared emissivity in the infrared wavelengths.Analyzing comparatively the film-forming properties and infrared radiation preformance of water glass, PVB and polyurethane adhesive as binder to prepare ATO coating.Results show that polyurethane adhesive for ATO coating has good film forming and high surface hardness,as well as low rate of infrared radiation.

Keywords: ATO powder; doping; solid phase method; coating; polyurethane rubber

目录

第1章 绪论 1

1.1红外线与红外隐身原理 1

1.2红外隐身的种类 2

1.2.1从设计上抑制红外辐射 2

1.2.2屏蔽红外辐射 2

1.2.3光谱转换技术 2

1.2.4使用红外隐身材料降低红外辐射 3

1.3低红外发射率涂料简介 3

1.3.1低红外发射率涂层的分类 4

1.3.2低红外发射率涂层的构成及影响因素 4

1.4 国内外研究现状 6

1.5 本论文研究的目的和内容 7

第2章 ATO陶瓷粉料的制备与表征 9

2.1 ATO陶瓷粉料的制备与分析 9

2.1.1 主要原料和主要设备 9

2.1.2 ATO陶瓷粉料的制备 9

2.1.3 ATO陶瓷粉料的测试 9

2.2 ATO陶瓷粉体的表征 10

第3章 ATO陶瓷涂层的成分与性能研究 12

3.1 ATO涂层的制备与表征 12

3.1.1 主要原料和主要设备 12

3.2 ATO涂层的制备 12

3.2.1 水玻璃体系及PVB体系ATO涂层的成膜性与显微结构 12

3.2.2 聚氨酯胶体系ATO涂层的成膜性与显微结构 16

第4章 结论 20

参考文献 21

致谢 23

第1章 绪论

隐身技术又称低可探测或目标特性掌控技术，它重点是通过改变或减弱目标的信号特性，使保护对象难以被发现、辨别、打击或寻地的技术。随着科技的不断进步，隐身技术的重要性愈来愈重，成为提高目标生存本领和战斗力水平的核心，引起了全球各个国家和政治武装的关注^[1]。美国将武器装备的隐身技术排进了国防的三大高科技之中，其重要性可见一斑。隐身技术概括起来包含可见光/激光隐身、雷达隐身、红外隐身等，而如今的世界各国的军事探测技术主要是雷达和红外探测技术。此中对雷达系统的开发较深，并且起始时间很早，理论相当成熟^[2]。与雷达隐身技术做比较，红外隐身开发的时间就晚很多，难度也更大，这方面的研究成果和技术报道也很少。飞速发展的红外探测技术和不断提升探测精度的探测装备的出现，军事设施设备的安危面临着极大的威胁，特别是机车、舰炮等会产生巨大热量的设施设备，为了规避红外制导武器的致命攻击，红外隐身技术便应运而生。所以想要提高保护对象的存活率，就必须减小被红外探测系统发现的几率，各种红外隐身材料便有了其存在的价值^[3]。而红外隐身涂料由于其坚固耐用、施工方便、提高武器装备的战场生存力、成本低廉等一系列特征，已经成为目前热隐身材料中最重要的种类之一。

1.1红外线与红外隐身原理

红外线的波长要比人类的视觉敏感波长(0.4～0.78 μm)还要长一些，一般分布在0.78～1000 μm范围内^[4]，与物体表面温度有着复杂而又紧密的联系，正是因为其波长较长，在大气中也有很强的穿透能力，在现代战争中得到了极大的重视。大气的红外窗口段分为1～2.7 μm，3～5 μm, 8～14 μm和50～1000 μm四个波段，而绝大半的红外探测器的监测区域在1～14μm之中，这里面包含着3～5 μm范围的红外制导系统，热成像系统的工作在8～14 μm波段内^[5]。室外的的红外线中，一些是由于地表的红外辐射，还有是出于太阳的辐射。室温下的目标，其辐射光谱的极大值一般出现在u=10 μm处，而来自太阳辐射的部分，其极大值一般出现在u=0.5 μm处，而辐射的对比度极大值一般出现在u=8 μm处。

通过史蒂芬一波耳兹曼定律了解到，目标红外辐射的能量定满足下如下关系^[6]：