亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        多頻譜復(fù)合干擾劑的制備及遮蔽性能

        2020-01-15 11:10:04高欣寶李天鵬
        含能材料 2020年1期
        關(guān)鍵詞:煙幕碳納米管波段

        陳 浩,高欣寶,張 倩,李天鵬,楊 洋

        (1.陸軍工程大學(xué)石家莊校區(qū),河北 石家莊 050003;2.陸軍裝備部駐北京地區(qū)代表局,北京 100166)

        1 引言

        隨著復(fù)合探測技術(shù)的發(fā)展,復(fù)合制導(dǎo)武器大量應(yīng)用,戰(zhàn)場目標(biāo)的生存能力受到巨大威脅和挑戰(zhàn)。為保護(hù)己方目標(biāo),發(fā)展與之對抗的煙幕干擾技術(shù),成為當(dāng)今世界的一大發(fā)展趨勢。

        近年來,為實(shí)現(xiàn)煙幕的多頻譜干擾,研究人員采用組合裝藥技術(shù)、材料改性技術(shù)、復(fù)合配藥技術(shù)對干擾彈進(jìn)行了研究。如Varmo 等[1]發(fā)明了一種內(nèi)外腔的裝藥結(jié)構(gòu),內(nèi)部裝填燃燒型發(fā)煙劑干擾可見光,外部裝填銅粉等干擾劑,實(shí)現(xiàn)對紅外和毫米波材料的干擾,通過爆炸分散方式,在空中起爆形成多頻譜煙幕云團(tuán)。Koch等[2]將玻璃纖維、碳纖維,通過磷或硫化磷進(jìn)行表面包覆改性,再將易燃金屬、氧化劑和粘合劑包覆在外層,通過切割確保改性后的材料長度在1~30 mm,可同時(shí)干擾可見光、紅外和毫米波。Schulz 等[3]將石墨、金屬粉和可膨脹石墨按照一定比例進(jìn)行有效混合,采用爆炸分散方式形成多頻譜煙幕,可同時(shí)干擾紅外和毫米波。目前,國內(nèi)主要圍繞材料改性和復(fù)合配藥技術(shù)進(jìn)行了研究[4-5]。如郭曉鐺等[6]通過鈷鐵磁體/碳與鎳鈷銅鐵磁體/碳進(jìn)行復(fù)合,制備了復(fù)合納米材料。通過焙燒處理,使復(fù)合材料的紅外消光性能得到提高。畢鵬禹等[7]通過水熱合成法和表面改性技術(shù),制備了層狀超分子煙幕材料,通過表征與分析,得到7~10 μm 的材料具有良好的中遠(yuǎn)紅外遮蔽性能。陳澤等[8]通過化學(xué)侵浸法,將含能材料填充到二氧化硅氣凝膠的孔隙中,制備了氣凝膠基復(fù)合材料。將其作為發(fā)煙劑的組分,通過復(fù)合配藥技術(shù),通過對比試驗(yàn),復(fù)合材料含量為7%,其對8~14 μm 遠(yuǎn)紅外的透過率小于4%。

        上述文獻(xiàn)針對干擾材料的制備與改性、復(fù)合藥劑的最佳配比進(jìn)行了分析與研究,但仍存在以下問題:(1)單一材料實(shí)現(xiàn)對可見光、紅外、毫米波多波段有效干擾的難度較大;(2)單一的組合裝藥技術(shù)、材料改性技術(shù)及復(fù)合配藥技術(shù),不同程度受限于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料分散性及制備工藝的難度,無法滿足多波段和長時(shí)間的有效遮蔽?;谝陨蠁栴},本研究采用材料改性技術(shù),制備碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料。通過高溫焙燒除膠,提高碳纖維的分散性,采用復(fù)合配藥技術(shù),將碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料與碳纖維進(jìn)行混合,制備多頻譜復(fù)合干擾劑?;谡辉囼?yàn)法,利用煙箱實(shí)驗(yàn),對比分析不同粒徑的碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料、不同狀態(tài)的碳纖維、不同配比及不同混制工藝對復(fù)合干擾劑綜合遮蔽性能的影響,得到多頻譜干擾劑的最佳制備條件。

        2 實(shí)驗(yàn)部分

        2.1 試劑與儀器

        試劑:KNG-150 石墨烯(平均粒徑為15 μm)、碳納米管(平均粒徑為20 nm)、T700 上漿短切碳纖維,(直徑為5 μm,長度為2 mm),深圳市德方納米科技股份有限公司;煤瀝青,工業(yè)級,保定中油瀝青有限公司;無水乙醇、甲苯,分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氬氣,純度≥99.999%,石家莊特種氣體有限公司。

        儀器:磁力攪拌器,CJJ78-1,大地儀器廠;恒溫水浴槽,HHS-4S,宜昌儀器紗篩廠;真空干燥箱,DZF-6030A,上海一恒科技有限公司;氣氛箱式爐,KBF-16Q,南大儀器廠;超聲波清洗器,KQ5200E,昆山市超聲儀器有限公司;電子天平,F(xiàn)A2004N,上海天平儀器廠;行星式球磨機(jī),QM-3B,南大儀器廠;掃描電子顯微鏡,JSM-6700F,日本電子公司。

        2.2 碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料的制備

        基于前期研究成果[9-11],將瀝青、石墨烯和碳納米管按照一定質(zhì)量比,制備碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料,其基本流程如圖1 所示。

        圖1 干擾劑樣品制備流程圖Fig.1 Sample preparation flow chart of interfering agent

        借助于氣流粉碎機(jī),將制備的碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料進(jìn)一步粉碎、分級,加工了粒徑D50分別為4.2、7.8 μm 和15.6 μm 三批樣品。

        2.3 碳纖維焙燒除膠

        碳纖維經(jīng)過短切處理后,表面還存在上漿膠,在裝填和混制過程中容易結(jié)團(tuán),不易分散,在一定程度上,影響了其毫米波的遮蔽性能。為提高其碳纖維的適用性,通過高溫焙燒除膠,對碳纖維材料的分散性能做進(jìn)一步改進(jìn)[12]。

        將短切碳纖維分別經(jīng)過400 ℃和800 ℃培燒處理2 min,未處理碳纖維與400、800 ℃培燒處理的碳纖維狀態(tài)對比見圖2。從圖2 可知,經(jīng)過800 ℃培燒處理的碳纖維,其物理分散性更佳。

        2.4 基于正交試驗(yàn)法的多頻譜干擾劑最佳配比實(shí)驗(yàn)

        2.4.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

        為簡化試驗(yàn)次數(shù),確定多頻譜干擾劑中輕質(zhì)復(fù)合材料與碳纖維的最佳質(zhì)量比,根據(jù)光散射理論、前期實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)及工藝改善需要,以碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料D50粒徑(A)、碳纖維除膠溫度(B)、碳纖維所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(C)、混制溶劑(D)作為主要因素,以可見光(0.4~0.7 μm)、近紅外(1~3 μm)、中紅外(3~5 μm)、遠(yuǎn)紅外(8~14 μm)、3 mm 波和8 mm 波的質(zhì)量消光系數(shù)之和作為評價(jià)指標(biāo),來評價(jià)多頻譜復(fù)合干擾劑對多波段的綜合遮蔽性能。選用L9(34)正交表,優(yōu)選復(fù)合干擾劑最佳制備條件,因素、水平如表1 所示。

        圖2 碳纖維焙燒除膠實(shí)物對比圖Fig.2 Comparison of carbon fiber before and after roasting and degumming

        表1 因素和水平表Table 1 Factors and levels table

        2.4.2 測試方法

        正交試驗(yàn)安排見表2。按照試驗(yàn)序號,分別選擇相應(yīng)狀態(tài)的輕質(zhì)復(fù)合材料及碳纖維,并按照預(yù)定比例放入選定的溶劑中進(jìn)行混合,待混合均勻后,將混合干擾劑過濾,并放入干燥箱中,進(jìn)行干燥處理。

        表2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 Orthogonal experimental design

        2.5 煙箱實(shí)驗(yàn)

        2.5.1 主要測試系統(tǒng)

        (1)煙箱:容積為16.5 m3(4.3 m×2.1 m×1.8 m),光程為2.1 m,內(nèi)設(shè)兩個(gè)用于攪拌的風(fēng)扇。

        (2)ST 型寬量程可見光照度計(jì)及鎢絲白熾燈光源:取樣率為1 s,分辨率為±4%。

        (3)JHF-Ⅱ紅外輻射計(jì):工作波段分別為1~3,3~5 μm 和8~14 μm,由發(fā)射端和接收端組成。

        (4)3 mm 波和8 mm 波測試系統(tǒng):由發(fā)射和接受端組成。

        (5)濾膜直徑為20 cm,流量為2~5 L·min-1的濾膜濃度采樣器:通過抽取煙箱內(nèi)煙幕的一定體積,使其通過玻璃纖維濾膜,將殘留在濾膜上的煙幕粒子進(jìn)行稱量,進(jìn)一步計(jì)算得到其質(zhì)量濃度。

        2.5.2 測試原理

        測試的各系統(tǒng)布置示意圖如圖3 所示,紅外測試系統(tǒng)、激光測試系統(tǒng)、毫米波測試系統(tǒng)的發(fā)射和接收器分別布設(shè)在煙箱測試窗口兩側(cè)。實(shí)驗(yàn)前,對各測試設(shè)備進(jìn)行調(diào)試,使發(fā)射端信號穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)時(shí),各測試設(shè)備的發(fā)射器經(jīng)過煙幕的衰減作用,使得接收器接收到的信號減弱,通過對比測試前后的信號強(qiáng)弱,可得到該時(shí)刻煙幕的透過率衰減曲線。

        圖3 煙箱測試系統(tǒng)布置圖Fig.3 Smoke box test system layout

        2.5.3 測試方法

        測試開始后,先對各測試設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。待系統(tǒng)穩(wěn)定后,稱取16.5 g 實(shí)驗(yàn)序號對應(yīng)的復(fù)合干擾劑,將其裝入噴撒罐體中,通過高壓氣泵將干擾材料噴撒到煙箱中,經(jīng)風(fēng)扇攪拌20 s,開始計(jì)時(shí)。濃度采樣器在濃度穩(wěn)定后,間隔50 s 進(jìn)行采樣,采樣三次即可。

        3 結(jié)果與討論

        3.1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

        各試驗(yàn)系統(tǒng)的復(fù)合干擾劑在釋放前,標(biāo)定其初始電壓或能量。釋放后,反饋測試電壓(或照度值)給計(jì)算機(jī)。其透過率計(jì)算公式[13-14]如下:

        式中,U0為復(fù)合干擾劑釋放前測試儀器的初始電壓(或照度值),V(或lx);Ut為煙幕釋放后,探測器的輸出電壓值(或能量值),V(或lx);τ為透過率,%。

        為計(jì)算正交試驗(yàn)的評價(jià)指標(biāo),將各實(shí)驗(yàn)測試得到的各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的透過率,按一定時(shí)間間隔取點(diǎn)并計(jì)算均值,得到各波段的平均透過率,如表3 所示。

        表3 各實(shí)驗(yàn)樣品在不同波段的平均透過率Table 3 The average transmittance of each sample at different wavebands %

        根據(jù)消光原理,多頻譜復(fù)合干擾劑服從“朗伯-比爾”定律,則質(zhì)量消光系數(shù)計(jì)算表達(dá)式[15]如下:

        根據(jù)公式(2)計(jì)算得到各波段的質(zhì)量消光系數(shù)如表4 所示。由表4 可知,多頻譜復(fù)合干擾劑在不同工藝和條件下,其可見光、近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外的質(zhì)量消光系數(shù)均大于1 m2·g-1,其中,2、3、4、5、7、8 號實(shí)驗(yàn)復(fù)合干擾劑的3 mm 和8 mm 的質(zhì)量消光系數(shù)大于1 m2·g-1,優(yōu)于其他實(shí)驗(yàn)的復(fù)合干擾劑。由于復(fù)合干擾劑中短切碳纖維長度對毫米波性能的影響,樣品對8 mm 波的質(zhì)量消光系數(shù)優(yōu)于3 mm 波。

        進(jìn)一步計(jì)算得到正交試驗(yàn)的評價(jià)指標(biāo)、各因素的均值及極差如表5 所示。由表5 可知,因素A~D的極差分別為1.48、0.32、1.43 和0.52,因此,各因素對評價(jià)指標(biāo)的影響大小分別為A>C>D>B,從極差數(shù)值來看,A因素和C因素為影響多頻譜復(fù)合干擾劑綜合遮蔽性能的主要因素,B因素和D因素次之,即碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料的粒徑和碳纖維的質(zhì)量占比是影響綜合質(zhì)量消光系數(shù)的主要因素,碳纖維的狀態(tài)及混制溶劑是影響綜合質(zhì)量消光系數(shù)的次要因素。基于最佳評價(jià)指標(biāo)下的最優(yōu)組合為:A1B3C2D2,即多頻譜復(fù)合干擾劑的最佳制備條件為:D50為3~5 μm 的輕質(zhì)復(fù)合材料與800 ℃焙燒處理的碳纖維按照質(zhì)量比為85∶15,加入到乙醇溶液中進(jìn)行分散混合。

        表4 各試驗(yàn)樣品在不同波段的質(zhì)量消光系數(shù)Table 4 The mass extinction coefficients of each sample at different wavebands m2·g-1

        表5 正交試驗(yàn)的結(jié)果Table 5 The results of orthogonal experiment

        3.2 基于最佳制備條件下多頻譜復(fù)合干擾劑遮蔽性能分析

        為進(jìn)一步驗(yàn)證最佳制備條件下復(fù)合干擾劑的遮蔽性能,在上述條件下制備了多頻譜復(fù)合干擾劑,通過煙箱實(shí)驗(yàn)得到該樣品對各波段的衰減曲線,如圖4所示。

        由圖4 可知,該條件下制備的多頻譜復(fù)合干擾劑,其形成的煙幕對可見光、近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外透過率小于5%,有效遮蔽時(shí)間大于300 s;3 mm 和8 mm波的衰減值可達(dá)-14 dB 和-15.65 dB,有效遮蔽時(shí)間均大于30 s。

        根據(jù)式(2)進(jìn)一步計(jì)算樣品在各波段下的質(zhì)量消光系數(shù),結(jié)果見表6。

        表6 多頻譜復(fù)合干擾劑在各波段下的質(zhì)量消光系數(shù)Table 6 Mass extinction coefficients of the multi-spectral composite interfering agent at different wavebands m2·g-1

        圖4 復(fù)合干擾劑樣品對各波段的衰減曲線Fig.4 The attenuation curve of the composite interfering agent on varying wavebands

        由表6 可知,多頻譜復(fù)合干擾劑對可見光、近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、3 mm 波和8 mm 波的質(zhì)量消光系數(shù)均大于1.8 m2·g-1,具有較好的多波段遮蔽性能。與2 號正交組對比可知,800 ℃高溫焙燒及濕法混制工藝,并沒有降低碳纖維的毫米波干擾性能,反而有一定的提高。

        4 結(jié)論

        采用材料改性技術(shù)和復(fù)合配藥技術(shù)制備了“碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料+碳纖維”復(fù)合干擾劑,采用正交試驗(yàn)法分析了復(fù)合干擾劑的干擾性能及最佳制備條件,所得結(jié)論如下:

        (1)基于正交實(shí)驗(yàn)下,碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料的粒徑和碳纖維的質(zhì)量占比對復(fù)合干擾劑的干擾性能影響較大。經(jīng)過800 ℃高溫焙燒和濕法混制工藝,能夠在一定程度上改善碳纖維對毫米波的干擾性能,進(jìn)而提高復(fù)合干擾劑對毫米波的干擾性能,但對可見光和紅外波段的影響較小,因此,對復(fù)合干擾劑的綜合干擾性能影響相比較小。

        (2)選用D50為3~5 μm 的碳納米管/石墨烯/碳復(fù)合材料與800 ℃高溫焙燒過的碳纖維,按照質(zhì)量比為85∶15 在乙醇溶液中混制得到的復(fù)合干擾劑,其對可見光、近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、3 mm 和8 mm 波具有良好的遮蔽性能。

        猜你喜歡
        煙幕碳納米管波段
        春日暖陽
        煙幕遮蔽載荷的性能測試
        煙幕干擾對紅外成像導(dǎo)引頭命中概率影響
        激光與紅外(2021年3期)2021-04-07 12:22:08
        M87的多波段輻射過程及其能譜擬合
        碳納米管陣列/環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能
        聚賴氨酸/多壁碳納米管修飾電極測定大米中的鉛
        拓?fù)淙毕輰rmchair型小管徑多壁碳納米管輸運(yùn)性質(zhì)的影響
        日常維護(hù)對L 波段雷達(dá)的重要性
        西藏科技(2015年4期)2015-09-26 12:12:58
        L波段雷達(dá)磁控管的使用與維護(hù)
        河南科技(2014年18期)2014-02-27 14:14:53
        戰(zhàn)場上的魔術(shù)師
        色屁屁www影院免费观看入口| 老女人下面毛茸茸的视频| 亚洲国产精品不卡av在线| 色欲av蜜桃一区二区三| 国产精品久久久久久久成人午夜 | 色www永久免费视频| 国内大量揄拍人妻在线视频| 欧美人与物videos另类| 蜜臀av在线一区二区尤物| 久久精品国产清自在天天线| 又爆又大又粗又硬又黄的a片 | 亚洲xxxx做受欧美| 亚欧免费视频一区二区三区| 亚洲国产91精品一区二区| 无码无套少妇毛多18p| 欧美性性性性性色大片免费的| 亚洲九九九| 你懂的视频在线看播放| 国产人妻大战黑人20p| 中文字幕 人妻熟女| 特黄三级一区二区三区| 人妻少妇精品视频一区二区三| 免费a级毛片无码av| 视频一区欧美| 精品国产麻豆免费人成网站| 欧美大片va欧美在线播放| 搡老熟女老女人一区二区| 91精品综合久久久久m3u8| 男女视频一区二区三区在线观看| 欧美日韩精品一区二区视频| 国产成人www免费人成看片| 白白青青视频在线免费观看| 亚洲美女自拍偷拍视频| 国产精品毛片完整版视频| 久久精品国产亚洲不av麻豆 | 亚洲人成77777在线播放网站| 免费一区在线观看| 熟女人妻一区二区中文字幕| 国产国产精品人在线视| 欧美巨大性爽| 久久久精品人妻一区二区三区日本|