为了降低红外探测技术对**目标生存能力的威胁, 研制了红外低辐射膜。设计并制备了基于一维光子晶体结构的红外低辐射膜, 通过结构参数优化, 改善了其红外波段反射性能, 并降低了薄膜总厚度。采用红外椭偏仪测试了原材料 Ge膜和 ZnS膜的厚度和折射率, 将测试结果带入设计结构, 制备了 8～12 .m发射率分别为 0.045、0.097、0.174和 0.346的红外低辐射膜。研究结果表明, 通过结构优化, 可制备出不同发射率的红外低辐射膜, 满足**装备不同辐射背景下的红外隐身要求。

提出了一种通过制作面内微结构实现聚酰亚胺薄膜面内热导率及表面红外发射率调控的方法。通过建立简化的二维热传导模型，实现了对具有周期性微结构薄膜面内等效热导率的计算。以此为基础，研究了微结构接触面积比及填充因子对等效热导率及等效红外发射率的影响。理论计算表明，当微结构的接触面积比为0.18、填充因子为0.28时，薄膜面内等效热导率仅为材料本身热导率的18.8%。实验制备了两种具有不同接触面积比和填充因子的聚酰亚胺薄膜。薄膜直径65mm，厚度约为500nm。采用非接触式面内热导率测量法测得无微结构薄膜的面内热导率为0.164W/mK,接触面积比为0.20及0.46的微结构薄膜的面内热导率分别为0.041W/mK和0.091W/mK，而发射率分别为0.161和0.175。

采用高温固相烧结法在1 300 ℃反应2 h成功制备出钙钛矿型LaFe0.75Cr0.25O3和La0.75Mg0.25Fe0.75-Cr0.25O3粉体材料。通过XRD、FT-IR、SEM、XPS和Upward IntegratIRTM等对材料的物相结构和近中红外波段的发射性能进行分析表征, 并应用第一性原理计算分析了其电子结构, 研究影响发射率的理论机制。研究表明,粉体在1～5 μm波段的发射率都出现上升, 但Cr单掺试样的吸收率增幅不大, 而Mg-Cr共掺粉体增幅较大, 在近红外波区的吸收率在0.9以上。究其原因在于, Cr单掺后晶体发生畸变, 但不增加自由载流子的浓度, Mg-Cr共掺后畸变加剧且生成较多氧空位和小极化子, 强化了自由载流子的吸收。Cr 3d轨道与O 2p所形成的杂化能级和在近费米能级导带区的Cr 3d轨道造成了粉体禁带宽度变窄, Mg虽然未直接作用于带隙值, 但间接改变了B位元素的形态, 产生了更多的小极化子, 因此与LaFeO3禁带宽度值(3.817 eV)相比, Mg-Cr共掺(0.109 eV)减小幅度最大, Cr单掺(2.406 eV)次之。

光子晶体是由多种具有不同介电常数的介质材料在空间按一定的周期排列所形成的一种人造结构晶体,其光子禁带对入射电磁波具有高反射率,能够有效改变目标的辐射特性。基于光子晶体的红外隐身材料的研究是当前红外隐身技术的研究热点之一。对光子晶体的结构及特性等方面进行了详细介绍,系统综述了光子晶体材料在红外隐身方面的应用现状,并对新型红外光子晶体材料的研究进行了展望,以期为光子晶体红外隐身材料在宽频隐身、多波段兼容、带隙可调等领域的需求提供一定的解决思路。

用溶液法合成了 3种不同结构的水杨醛类席夫碱填料, 并分别与 2种粘合剂丙烯酸( AAS)和环氧树脂(EP)通过喷涂法制备出 6种涂层; 为了研究粘合剂 AAS和 EP对水杨醛类席夫碱涂层的发射率和热致变色性能的影响, 我们通过红外光谱仪和紫外 -可见光谱仪表征水杨醛类席夫碱填料微观结构; TG-DSC表征填料稳定性; 并分别测量了 20～240℃范围内填料和涂层的热致变色情况以及在 3～5 .m和 8～14 .m波段的红外发射率。结果表明, 两种粘合剂的加入对热致变色几乎没有影响。 EP与填料形成的涂层更接近填料的发射率。综合考虑发射率和热致变色两个因素, EP更适合作为粘合剂与水杨醛席夫碱类填料形成热致变色涂层。

红外发射率的准确计算是舰船湍流尾迹红外仿真与特性分析的基础。文中以湍流尾迹对Cox-Munk海面坡度概率密度分布的调制模型为基础, 结合海面双向反射分布函数, 研究了典型环境下舰船湍流尾迹海面红外发射率的计算方法; 研究了机载小天顶角、船载大天顶角观测时, 舰船湍流尾迹长波8~9 μm红外发射率的分布规律, 得到了湍流尾迹与海面背景发射率的差别随观测天顶角的增大而增大的结论; 仿真计算得到了秋季阴天船载式探测条件下, 典型舰船湍流尾迹的红外辐射亮度, 并与海上试验数据进行了对比, 结果表明湍流尾迹的自发辐射亮度低于海面背景, 表现为"冷尾迹"的特征。

采用高温固相法制备了LaCoO3和La0.75Ca0.25Co0.5Fe0.5O3材料, 通过XRD、SEM、XPS和IR等检测手段对材料进行表征分析, 并运用计算机模拟软件CASTEP计算了材料的能带结构和光学性质。基于以上结果研究了钴酸镧系列材料的红外辐射性能, 并分析了提高红外发射率的物理机制。结果表明: Ca-Fe共掺杂后试样的晶体结构由纯物质的菱方结构转变为立方结构, 试样在2.5~5 μm波段的发射率值从0.83提高到0.9, 发射率提高的机理在于: Fe3+  Fe4+和Co2+  Co3+小极化子的形成增强了材料对自由载流子吸收; Co原子的3d轨道与Fe原子的3d轨道杂化在费米能级处形成杂质能级, 促进了受激发电子的跃迁; Ca-Fe掺杂在一定程度上破坏了晶格的对称性, 促进了晶格振动吸收, 提高了材料的红外发射率。钴酸镧体系材料在中红外波段的红外发射性能优异, 可在高温窑炉工业得以应用。

以铝粉为填料，磷酸铬铝为粘结剂制得铝-磷酸铬铝基低红外发射率涂料。系统研究了不同铝粉含量、涂料厚度及温度对涂料红外发射率的影响。并采用DSC-TG、XRD、IR 等分析手段，对涂料的结构和性能进行表征。结果表明：涂料的红外发射率随铝粉含量的增加而降低，铝粉最佳加入量为30wt%，相应的红外发射率为0.68。铝-磷酸铬铝有良好的耐高温性和热稳定性，在低于1000℃时磷酸铬铝基体主要为无定形态，在1200℃的主要晶型为AlPO₄和Al₂O₃及微量的Al，Al(PO₃)₃和Cr(PO₃)₃。

应用溶液缩聚法，分别合成了 4种不同结构(主链未含杂环和含有杂环)的长链共轭聚席夫碱；产物通过元素分析仪、核磁共振仪、紫外-可见光谱仪和红外光谱仪进行结构表征；分别测量了聚席夫碱的室温电导率和 8～14 μm红外发射率。结果表明芳香杂环改性的长链共轭聚席夫碱具有较高的室温电导率和较低的红外发射率。

为了优化原有红外低发射率涂层的性能，向红外低发射率涂层中加入醋酸丁酸纤维素(CAB)，并对涂层进行红外发射率(8～14 μm)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能及耐盐水性能测试。结果表明：加入醋酸丁酸纤维素可以促使涂层中铝粉定向排列并形成 “镜面”结构，同时减少了涂层的表面缺陷，从而保证涂层发射率基本不变的情况下降低原有涂层的铝粉含量(由 40%降低到 30%)，且优化后的涂层力学性能及耐盐水性能都优于原有涂层。