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基于深度学习的多波段红外隐身超表面设计

工程热物理学报 2024年第7期 2094-2102页

作者：王磊董健郑崇谢博伟张文杰翟载腾刘林华山东大学能源与动力工程学院山东大学光–热辐射研究中心光辐射重点实验室上海卫星工程研究所

现代战争中，军事目标的红外隐身对于提高其生存和突防能力具有重要作用。本文面向多目标波段的红外隐身，即近红外激光主动探测波长下(1.54μm)具高吸收特性、两个大气窗口波段具有低发射并兼顾非大气窗口波段的辐射散热需求，结合严... 详细信息

现代战争中，军事目标的红外隐身对于提高其生存和突防能力具有重要作用。本文面向多目标波段的红外隐身，即近红外激光主动探测波长下(1.54μm)具高吸收特性、两个大气窗口波段具有低发射并兼顾非大气窗口波段的辐射散热需求，结合严格耦合波分析法和深度学习方法逆向设计Ge/Ag/Ge多层膜圆孔超表面结构，针对优化得到的结构参数，通过分析潜在的物理机制和不同角度下的发射、吸收特性，达到了多波段协同隐身的目的。

关键词：红外隐身超表面神经网络严格耦合波分析

基于非溶剂诱导相分离聚丙烯腈-掺铝氧化锌/石墨烯红外隐身薄膜的制备及性能

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东华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张楠李洪启刘栋良东华大学化学与化工学院

利用六水合硝酸锌和九水合硝酸铝为主要反应物，通过水热合成法制备掺铝氧化锌(AZO)。采用非溶剂诱导相分离技术，以聚丙烯腈(PAN)、AZO和石墨烯(Graphene)为原料，制备具有高孔隙率和高比表面积的柔性复合薄膜。利用傅里叶变换红外光... 详细信息

利用六水合硝酸锌和九水合硝酸铝为主要反应物，通过水热合成法制备掺铝氧化锌(AZO)。采用非溶剂诱导相分离技术，以聚丙烯腈(PAN)、AZO和石墨烯(Graphene)为原料，制备具有高孔隙率和高比表面积的柔性复合薄膜。利用傅里叶变换红外光谱、热重分析、扫描电子显微成像、X射线衍射、X射线光电子能谱和热红外成像等方法，对制备的复合薄膜进行表征和性能测试。结果表明：在PAN-AZO薄膜中，AZO质量分数为15%时，薄膜的红外发射率为0.28。AZO粒子的导电性使辐射能在复合材料内部得到更好的传导和分散，降低了红外发射率，但是随着AZO质量分数的增加，复合颗粒表面粗糙程度增加，导致红外发射率增大。考虑到 π 波段的光学跃迁，大多数碳材料可以用作光吸收剂，为了增强红外隐身性能，引入石墨烯，制备了PAN-AZO/Graphene复合薄膜，在8-14 μm波段红外发射率低至0.23，表现出良好的热伪装性能。

关键词：掺铝氧化锌石墨烯复合膜非溶剂诱导相分离红外隐身

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隐身直升机红外辐射与雷达散射特征分析

直升机技术 2024年第2期 14-21页

作者：王磊单勇张靖周陈新蕾南京航空航天大学能源与动力学院进排气技术教育部重点实验室江苏南京210016 南京航空航天大学电子信息工程学院/集成电路学院江苏南京210016

为实现直升机红外/雷达综合隐身,将一体化红外抑制器融入隐身直升机的设计中,通过数值计算得到悬停状态下直升机的温度场、红外辐射特性以及雷达散射特性。结果表明:在一体化红外抑制器引射气流和旋翼下洗气流的作用下,直升机排气混合... 详细信息

为实现直升机红外/雷达综合隐身,将一体化红外抑制器融入隐身直升机的设计中,通过数值计算得到悬停状态下直升机的温度场、红外辐射特性以及雷达散射特性。结果表明:在一体化红外抑制器引射气流和旋翼下洗气流的作用下,直升机排气混合管和后机身都可以得到很好的冷却;尾桨通流作用下的高温排气对左侧机身的局部加热效应更显著;排气系统与后机身一体化设计方案使得机身可以有效地遮挡高温混合管,所以3~5μm波段总红外辐射主要来源于气体和机身蒙皮;而在8~14μm波段,气体红外辐射可以忽略不计;在3 GHz、6 GHz、10 GHz和15 GHz频率下,隐身直升机周向RCS均值都控制在4 dBsm以下,表明一体化设计方案在降低红外辐射的同时也具备较好的雷达隐身能力。

关键词：直升机一体化红外抑制器红外隐身雷达隐身

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超材料在军用隐身中的应用研究

材料工程 2024年第2期52卷 112-121页

作者：周鹏飞朱洪立李明俊张成军王兴一潘士兵山东非金属材料研究所济南250031

随着探测手段的发展,智能化与高精化的军用隐身探测技术对隐身材料的性能提出了更高的要求,传统材料受限于本身的性能很难实现轻量、宽频、强吸收等隐身要求,而超材料由于其可以按人的意志设计、调整结构并获得相关性能,在隐身领域具有... 详细信息

随着探测手段的发展,智能化与高精化的军用隐身探测技术对隐身材料的性能提出了更高的要求,传统材料受限于本身的性能很难实现轻量、宽频、强吸收等隐身要求,而超材料由于其可以按人的意志设计、调整结构并获得相关性能,在隐身领域具有极强的发展潜力,因此超材料在军用隐身领域中的相关研究受到了极大关注。本文综述了超材料的发展、特殊性能及应用,着重讨论了雷达隐身超材料、红外隐身超材料、雷达/红外兼容隐身超材料以及激光/红外兼容隐身超材料的研究与发展,指出目前超材料在军用隐身方面的研究多数停留在实验阶段,难以适应复杂多变的实际环境,今后应将研究集中在低成本制备与应用、宽频多波段兼容以及高耐温、高耐蚀性与高户外稳定性等方面。

关键词：超材料雷达隐身红外隐身兼容隐身激光隐身

可用于红外隐身的多功能Sn_(0.84)Sb_(0.08)Sm_(0.08O2)/TPU复合微纳米纤维薄膜

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稀有金属材料与工程 2023年第3期52卷 852-859页

作者：夏元佳赵芳刘国庆李志尊程兆刚张宇李泽陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003 北京特种工程设计研究院北京100028

以自制的中空多孔微纳纤维结构Sn_(0.84)Sb_(0.08)Sm_(0.08O2)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料,利用静电纺丝法制备Sn_(0.84)Sb_(0.08)Sm_(0.08O2)/TPU(Sn_(0.84)Sb_(0.08)Sm_(0.08O2)添加质量分数为0%、3%、6%和9%)复合微纳米纤维薄膜。结果表明:复合薄膜的微观形貌均呈现纤维状三维网络结构;复合薄膜的抗拉伸强度和伸长率随着添加量的增加均呈现先增强后减弱的趋势,当添加量为6%时,薄膜的抗拉伸强度为2.68 MPa,伸长率为573%,是TPU薄膜的1.5和8.3倍。Sn_(0.84)Sb_(0.08)Sm_(0.08O2)的添加将复合薄膜的热分解温度和接触角分别提升至303℃和120°。复合薄膜的红外发射率随Sn_(0.84)Sb_(0.08)Sm_(0.08O2)添加量的增加而逐渐减小,当添加量为9%时,样品在3~5和8~14μm波长区间的红外发射率分别为0.576和0.652。本研究制备的复合薄膜具有良好的疏水性、热稳定性、柔韧性和红外隐身性能,为轻质红外隐身材料的研究提供了实验依据,在红外隐身领域具有一定的应用前景。

关键词：红外隐身半导体 TPU 多功能化薄膜

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三维光子晶体红外隐身材料特性

兵工学报 2022年第8期43卷 1892-1901页

作者：李仁玢郭炅乔宇孟子晖陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072 北京理工大学化学与化工学院北京102488 北京理工大学设计与艺术学院北京102488

随着红外探测技术的飞速发展,红外隐身材料的研制与应用在世界各国受到强烈关注。光子晶体凭借其带隙的可调控性脱颖而出。利用带隙处于红外波段的光子晶体作为表面涂层材料能够有效改变目标的红外辐射特性,实现红外隐身。利用理论和实... 详细信息

随着红外探测技术的飞速发展,红外隐身材料的研制与应用在世界各国受到强烈关注。光子晶体凭借其带隙的可调控性脱颖而出。利用带隙处于红外波段的光子晶体作为表面涂层材料能够有效改变目标的红外辐射特性,实现红外隐身。利用理论和实验验证相结合的方法,对基于胶体基元自组装技术制备蛋白石型光子晶体红外隐身材料进行研究,为新型红外隐身材料的发展提供理论指导和技术支持。根据布拉格衍射定律分别确定带隙处于红外探测仪和红外夜视仪的检测波段(3~5μm和8~14μm)的光子晶体胶体基元直径范围,并通过分散聚合法合成1~2.21μm单分散性良好的聚苯乙烯胶体基元。对垂直自组装法、重力沉降法和层层自组装法3种常用的胶体基元自组装方法进行研究,提出一种恒温水浴烘培法。研究结果表明,采用该方法得到的光子晶体结构规整,带隙范围内红外透射率从80%可降至25%,红外热成像仪测试显示对60℃的背景材料红外隐身效果好;该方法具有实验设备和工艺简便、耗时较短(仅3 h)、适用微球种类多、阵列规整有序等优点。

关键词：光子晶体红外隐身胶体基元自组装光子带隙

柔性AZO/Cu/AZO/CTO薄膜的太阳阻隔及红外隐身性能的研究

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功能材料 2023年第10期54卷 10149-10154页

作者：程露路孙可为尹洪峰袁蝴蝶杨春利魏英西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

采用磁控溅射的方法在PET衬底上制备了AZO/Cu/AZO/CTO薄膜,系统研究了CTO(CeO_(2)-TiO_(2))层厚度对AZO/Cu/AZO/CTO薄膜的微观结构、光学性能、红外发射率和导电性的影响。结果表明,随着CTO层厚度的增加,多层膜的带隙变窄,紫外阻隔率和... 详细信息

采用磁控溅射的方法在PET衬底上制备了AZO/Cu/AZO/CTO薄膜,系统研究了CTO(CeO_(2)-TiO_(2))层厚度对AZO/Cu/AZO/CTO薄膜的微观结构、光学性能、红外发射率和导电性的影响。结果表明,随着CTO层厚度的增加,多层膜的带隙变窄,紫外阻隔率和近红外阻隔率提高,可见光透过率降低。同时,CTO层有利于降低多层膜的表面电阻和红外发射率。当CTO层厚度为34.2 nm时,多层膜的紫外阻隔率为92.0%,近红外阻隔率为46.5%,可见光透过率为62.5%,8~14μm红外发射率为0.163,因此AZO/Cu/AZO/CTO薄膜具有光谱选择性和低的红外发射率,是一种有潜力的太阳阻隔膜和红外隐身材料。

关键词： AZO/Cu/AZO 磁控溅射太阳阻隔膜红外隐身红外发射率

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红外隐身防护材料研究进展

包装工程 2023年第9期44卷 137-146页

作者：许毅辉贾凌杰贾贤补陈尔余武警士官学校杭州310000

目的综述近年来国内外先进的红外隐身防护材料技术的研究进展,并对红外隐身材料的未来进行展望。方法从红外探测技术与红外隐身原理出发,着重介绍低发射率材料、控温材料、新型智能红外隐身材料以及协同复合材料等一系列有优异性能的材... 详细信息

目的综述近年来国内外先进的红外隐身防护材料技术的研究进展,并对红外隐身材料的未来进行展望。方法从红外探测技术与红外隐身原理出发,着重介绍低发射率材料、控温材料、新型智能红外隐身材料以及协同复合材料等一系列有优异性能的材料。结果红外隐身可通过降低物体表面温度及降低物体表面辐射率来实现,依据这两方面原理研制的红外隐身防护材料具有良好的隐身效果。结论不同种类的红外隐身材料具有不同的特点,已广泛运用于军事装备、织物等方面,但依然存在一些不足,未来要针对不同应用环境要求进一步优化,以期满足现代化战争需求。

关键词：红外隐身低发射率材料控温材料复合材料

红外隐身[Si/MgF_(2)]_(N)一维光子晶体设计与计算

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材料导报 2022年第S1期36卷 179-183页

作者：童瀚翔李红盛刘延领吴爱民黄昊大连理工大学材料科学与工程学院辽宁省能源材料及器件重点实验室辽宁大连116024

针对光子晶体在红外隐身方面的结构设计和需求,本工作通过求解麦克斯韦方程,构建多层薄膜系统的光学传输矩阵,为光子晶体在3~5μm和8~14μm处隐身提供材料选择和结构优化的方案。选择高折射率材料Si与低折射率材料MgF_(2),设计[Si/MgF_(... 详细信息

针对光子晶体在红外隐身方面的结构设计和需求,本工作通过求解麦克斯韦方程,构建多层薄膜系统的光学传输矩阵,为光子晶体在3~5μm和8~14μm处隐身提供材料选择和结构优化的方案。选择高折射率材料Si与低折射率材料MgF_(2),设计[Si/MgF_(2)]_(N)多层膜结构,推导其红外高反射态。从波动光学理论出发,介绍一维光子晶体红外隐身技术的最新进展与相关原理,计算入射角、周期数、尺寸以及折射率四个因素对光子晶体红外隐身效果的影响。结果表明,要在复杂的工作状况下实现红外隐身,除结构优化外,还需注重材料的选择。

关键词：光子晶体红外隐身传输矩阵法折射率