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低发射率半导体颜料制备及其在伪装涂料中的应用研究

作　者: 孙国亮
导　师: 郑文伟
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 半导体颜料 共沉淀法 ATO CdXZn1-XS 红外发射率 光谱反射率 伪装涂料
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


随着红外探测技术的提高,红外伪装技术的发展也越来越迅速,低发射率伪装涂料作为伪装材料的一种,是目前研究的难点。颜料是伪装涂料的主要组成部分,对伪装涂层红外发射率有较大影响,为了降低伪装涂层红外发射率,制备和研究低发射率颜料具有重要意义。本论文采用共沉淀法合成了ATO(掺锑二氧化锡)和CdXZn1-XS(掺镉硫化锌)半导体颜料的前驱体。详细讨论了反应温度、反应液pH值、滴加速度、保温熟化时间等共沉淀反应参数对前驱体合成的影响,确定了ATO和CdXZn1-XS半导体颜料前驱体合成的最佳反应参数。结果发现,反应温度和反应液pH值对颜料前驱体合成影响较大,滴加速度和保温熟化时间对颜料前驱体合成影响较小;经过重复性实验,合成出的两种半导体颜料前驱体性质稳定,验证了反应参数的可靠性。前驱体通过烧结转化为半导体颜料,工艺条件对半导体颜料涂层的光学性能影响较大,主要研究了烧结温度、掺杂含量和烧结保温时间对颜料涂层红外发射率和光谱反射率的影响,并确定了ATO和CdXZn1-XS半导体颜料制备最佳的工艺条件。研究表明,烧结温度和掺杂含量对半导体颜料涂层红外发射率有决定性作用,烧结保温时间对其影响较小,通过调配工艺条件可以获得较低的颜料涂层红外发射率;同时通过控制烧结温度和掺杂含量可以制备出蓝色的ATO颜料和黄色的CdXZn1-XS颜料,并且其颜色在一定范围内可调,有利于伪装涂层光谱反射率的调配。为了考察半导体颜料的实用性能,尝试将半导体颜料应用于伪装涂料之中,通过配色实验制备了一系列伪装涂料,对其涂层的红外发射率和光谱反射率进行分析测试,探索其应用于伪装涂料中的可行性。实验表明,半导体颜料的加入能够有效地降低伪装涂层红外发射率;以CdXZn1-XS 3.2g、ATO 0.8g、绿色素颜料1g配制绿色伪装涂料,铝布基底涂层红外发射率为0.658,比传统绿色伪装涂料铝布基底涂层红外发射率降低了0.107,同时其涂层光谱近红外反射率大于42%,并满足美军标光谱通道的要求,取得了比较好的伪装效果,具有较好的实用价值。

全文目录


表目录  6-7
图目录  7-9
摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
第一章 绪论  12-25
  1.1 伪装涂料概述  12-16
    1.1.1 伪装涂料简介  12
    1.1.2 伪装涂料在现代军事中的应用  12-14
    1.1.3 伪装涂料的技术要求  14-16
  1.2 低发射率伪装涂料的组成选择  16-19
    1.2.1 粘合剂的选择  16-17
    1.2.2 颜料的选择  17-19
  1.3 半导体颜料概述  19-23
    1.3.1 半导体颜料的特性  19-21
    1.3.2 半导体颜料的研究进展  21-22
    1.3.3 掺杂半导体颜料的制备方法  22-23
  1.4 论文研究目的、研究内容及研究过程  23-25
第二章 实验部分  25-32
  2.1 实验原料与仪器  25-26
  2.2 实验流程  26-28
    2.2.1 ATO 半导体颜料的制备  26-27
    2.2.2 Cd_XZn_(1-X)S 半导体颜料的制备  27-28
    2.2.3 涂层的制备  28
  2.3 颜料的分析与测试  28-30
    2.3.1 颜料的形貌及成分分析  28
    2.3.2 颜料的物相及晶粒尺寸分析  28-29
    2.3.3 颜料的热重差热分析  29
    2.3.4 颜料的粉体电阻率测试  29-30
  2.4 涂层光学性能的测试  30-32
    2.4.1 涂层光谱反射率的测试  30
    2.4.2 涂层红外发射率的测试  30-32
第三章 结果与讨论  32-67
  3.1 ATO 半导体颜料的合成、表征及涂层性能研究  32-48
    3.1.1 ATO 前驱体的合成  32-36
    3.1.2 ATO 颜料的表征  36-40
    3.1.3 不同工艺条件制备ATO 半导体颜料的涂层性能研究  40-48
  3.2 Cd_XZn(1-X)S 半导体颜料的合成、表征及涂层性能研究  48-60
    3.2.1 Cd_XZn(1-X)S 前驱体的合成  49-50
    3.2.2 Cd_XZn(1-X)S 颜料的表征  50-54
    3.2.3 不同工艺条件制备Cd_XZn(1-X)S 半导体颜料的涂层性能研究  54-60
  3.3 半导体颜料在伪装涂料中的应用研究  60-67
    3.3.1 单组分颜料性能分析  60-62
    3.3.2 绿色伪装涂料的配制  62-67
结论  67-68
下一步工作展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
作者在学期间取得的学术成果  74

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 功能材料
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