红外伪装技术

无机粘接剂
分散剂、固化剂、稀释剂、增 稠剂和催干剂等
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序号
研制者
基本配方
红外隐身性能 灰色，兼容可见光伪装 (2~15)μmε =0.511, (8~14)μm ε =0.512, (0.3~1.8)μmε =0.623
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Supcoe R F (1981年）
Al粉（0.10—0.20），Co （0.02—0.15），氧化钴 (0.02—0.05），TiO2（0.07— 0.23），有机硅醇酸树脂 （0.65—0.75），其它
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1、红外伪装原理 2、常见的红外伪装的方法主要包括 3、红外伪装材料 4、自适应红外伪装技术 5、红外伪装技术的发展趋势
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大气的红外窗口分为近红外窗（0.75~2.0μm）、 中红外窗口（3~5μm）和远红外窗口（8~14μm）， 大部分红外探测器都集中在这三个波段内工作。 根据Stefen—Boltzman定律，物体在所有可能 方向和波长范围内的辐射功率为：
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相变隐身涂料制备工艺流程
Fig.9相变隐身涂料在低温小温差系统中的热图
Fig.10相变隐身涂料在高温大温差系统中的热图
目标-背景温度较为接近的系统中，相变隐身涂层实现了部分隐身。
目标-背景温度相差较大的系统中，相变隐身涂层无隐身效果。
在两片导热性良好的绝缘体材料中间，夹有错落排开的P型和N型半导体 材料，两端有金属材料相连。当半导体制冷片两端加上电压时，由P型 和N型半导体构成的热电偶对两端之间产生热量转移，形成冷热端。当 电压反向时热电偶对两端的热量转移发生转变，冷热端发生互换。
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隔热陶瓷材料的种类很多，但由于它主要涂敷在发
动机Hale Waihona Puke Baidu壁，要求高耐温性。氧化锆陶瓷的熔点高达
3000℃以上，可以满足各种发动机对高耐温性的要
求。如美国NASA刘易斯研究所研究的氧化锆陶瓷涂
层，经在发动机上试验，其隔热效果为150℃。目
前已在F—22战斗机上应用。
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相变材料微胶囊技术
1、将相变材料与红外吸收涂料或可见光伪装涂料混合后，涂覆在目标
发射率变化范围 0.057~0.059（2~13.8μm） 0.60~0.68(1~30μm) 0.40~0.59(2~40μm) 0.261~0.589(1.5~20μm)
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ITO 玻璃/NiVxOyHz/ZrO2/a-WO3/铝制栅 Au/RFS-WO3 Eclipse VEDTM : 聚酰亚胺 （Kapton） /RE/EC/EL/IS/TE
常见的红外电致变发射率材料有导电高分子和三氧
化钨（WO3)。美国Eclipse Energy Systems公司生 产的Eclipse VEDTM能耗仅为0.1mW/cm，量为 5g/m，在8 m处发射率最大变化量可达0.9 。
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编号 1 2 3 4
电致变发射率器件结构 Au/NiO/Ta2O5/c-WO3/金属栅 玻璃/ITO/NiO/(AMPS/DMA)/c-WO3/硅片 玻璃/铝层/a-WO3/a-Ta2O5/c-WO3/铝制栅 玻璃/ITO/c-WO3

自适应红外隐身系统采取闭环控制方式进行信号 采集、处理、控制及反馈等操作。

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发展趋势可以总结为两方面：一是寻求各波段各 种伪装技术的兼容，即全波段伪装技术； 二是研发新 型伪装材料。

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沙漠迷彩
变形迷彩
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按颜料类别分，主要有以下四种： (1)铬酸铅系涂料。 (2)三氧化铬系涂料。 （3）芘四酸酐衍生物系涂料。 (4)偶氮化合物系涂料。
三氧化铬的反射率曲线
组成 三氧化铬 氧化铁黄 氧化铁红 二氧化钛 硅酸镁 硅烷醇酸树脂
质量分数 0.2282 0.0375 0.0132 0.1843 0.1320 0.3035
组成 十烷酸钴，5% 十烷酸钴，10% 十烷酸钙 甲乙基酮 石油溶剂
质量分数 0.0022 0.0018 0.0087 0.0142 0.0744
组分 1 二氧化钛 三氧化铬 氧化钴 氧化锌 三氧化铝 0.524 0.199 0.197 0.080 0.15 0.60~0.65 0.20~0.25 2
质量分数 3 4 0.35 0.45 0.55 0.15 0.449 0.550 5
氧化镍
氧化镁 色彩 绿 绿 绿
0.35
0.001 绿 青
组分
1
N，N‘-双（2-氨基乙基）芘四酸二酰亚胺
质量分数
2 0.0550 3 0.0553 0.0570
二氧化钛
铬黄500LSG 氧化铬绿SU 氧化铁黄214501 氧化铁红N135 氧化铁黑N74 色彩
表面，形成热红外辐射吸收层，或是兼具红外和可见光伪装作用的涂层；2、 将相变材料加入到液态聚合物中，然后发泡形成泡沫塑料；3、将变相材料添
加至纤维内或涂覆于纤维表面，然后制得储热调温织物。
优点：

在一定温度范围内，具有较明显的降温及温度自适应功能，有利于实现

目标与背景的红外融合，为对抗双波段红外热像仪反伪装技术提供可能。 缺点： 目标-背景温度相差较大的系统中，相变隐身涂层伪装效果不好。
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降温材料是降低目标热辐射的最有效的方法。降温 材料主要研究的是隔热材料、相变材料。隔热材料 主要有隔热泡沫塑料和隔热陶瓷材料。隔热泡沫塑 料的种类取决于目标的表面温度，表面温度越高， 选用的隔热泡沫塑料的熔点越高。常用的有聚苯乙
烯、聚氨基甲酸酯和硅橡胶。
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隔热泡沫塑料
不均匀泡沫塑料图层的隔热效应 (a）的涂层使大面热源33的热辐射汇集到34附近。 （b）的涂层使热源35的热辐射转移到36附近。 （c）的涂层使热源37和38的热辐射汇集39附近。 （d）的涂层使大面积热源40的热辐射分散在41和42两处。



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（1）红外抑制和遮挡技术。 （2）红外气溶胶技术。 （3）红外伪装网和遮障技术。 （4）红外假目标技术。 （5）红外干扰技术。 （6）材料技术。
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红外隐身材料按其工作波段可分为近红外和中、远 红外隐身材料。 1、近红外伪装材料 2、中、远红外伪装材料
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近红外隐身材料目前都是涂敷型的，按工作原理 分单色迷彩、变形迷彩和变色迷彩三类。
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目前正在研究的低发射率材料有涂料型和薄膜型两类。 低发射率涂料由颜料、粘接剂和附加成分复合而成，它也 是一种功能性的复合涂料。
颜料 金属颜料 着色颜料 半导体颜料 粘接剂 高分子粘接剂 树脂类 橡胶类 附加成分 硅化物， 硫化锌、三硫化二锑 防老剂、防冻剂 、增强剂等 硅化物可 使低发射率 涂料的太阳 能吸收率降 低，硫化锌 或三硫化二 锑可使铝粉 含量低的涂 料的发射率 降低和漫反 射率增高；
M= T 4
式中M为物体的辐射功率（W•m-2），Ɛ为发射 率，δ为玻尔兹曼常数，T为物体的绝对温度。
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（1）改变目标的红外辐射特征。使目标红外辐射波 段避开红外大气窗口或红外制导导弹的工作频率。 （2）降低目标的红外辐射强度，主要是降温和降低 辐射率。 （3）控制目标红外辐射的传输过程。增加其在红外 传输过程中的吸收、散射和反射及其改变目标红外辐 射的功率分布。 （4）干扰目标的红外辐射信号。发出或形成模拟目 标或背景的红外信号，造成假象。
0.1220
0.1830 0.4065 0.2235 0.0080 亮绿
0.1376
0.1835 0.4404 0.1797 0.0138 绿棕
0.0461
0.1843 0.4608 0.1982 0.0415 0.0138 深绿

实现中远红外伪装有两种主要的途径：1、降低目 标表面温度，可用做降低目标表面温度的热红外隐 身材料有降温材料。2、降低目标表面的发射率， 即采用低发射率材料作为热红外隐身材料。目前报 导最多的中、远红外隐身材料是涂敷型涂料。
双聚合物基红外电致变发射率器件结构
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新型隐身材料的主要发展方向有：手性材料、纳米隐身材料、多晶 铁纤维吸收剂和导电高分子材料（CPs）树脂基多谱隐身材料等。
用 CPs 电致变色材 料制备 的红外 发射器 件结构示意图
多谱隐身复合材料结构示意图
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自适应红外伪装系统能够随环境的变化自动地调 节被探测目标的红外辐射特性。
20世纪40年代，英国率先研制出模拟叶绿素的绿色 伪装涂料。随后美国也研制出改进的绿色伪装涂料。 70年代初，美国研制出紫外、可见光兼容的近红外 四色迷彩涂料，这种涂料由黄褐色、褐色、暗黑色、 黑色构成，使用后，可使目标的可见性下降30%。


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80年代中期，美国开始研制由不同红外反射率的颜 料组成的伪装涂料。 80年代以来，我国先后研制出溶剂型、水乳型和粉 末型的近红外隐身涂料，如712型涂料和505-MIII型涂料。
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智能温控复合材料是一种基于温控元件，可以根据预定指令进行温 度控制, 使目标随环境温度变化, 并保持两者的温度差很小, 致使红外探 测系统无法探测到目标的新型智能材料。
智能温控复合材料示意 图
吕相银等将热电制冷器( TEC ）附着于目标材料表面,利用热电制冷技术实 现对目表表面辐射温度的实时控制, 将目标温度从 34 度降低至 26度 。
0.33~0.59（2~50μm） 0.08~0.86(3~5μm) Δε=0.8 (7~12μm)
基于WO3的电致变发射率器件对应的发射率变化范围
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美国Florida大学的 Schwendeman和California 大学的Yablonovitch E等人 设计的类似三明治结构的器 件,在1.3～2.2 μm的近红外 波段内，反射率变化范围最 高大于80%，在3.5～5 μm 波段内变化范围高于50%。
Al箔片（Φ =10μ m）、炭黑、 商业无色聚氨酯漆
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Tschulena G (1981年)
灰色(RAL7000)ε =0.5 ε =0.16
Calvert R L (1984年） Al箔片（Φ =70μ m）0.50醇酸 树脂
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Hugo G (1986年)
Al丁基橡胶/溶解的颜色
绿色，颜色可调， ε （3~5)μ m=0.45 ε （8~14)μ m=0.55