红外伪装涂料的研究探讨王兴起王洪坤施旭耀摘要：本文介绍了红外伪装涂料的作用机理，概括了影响红外伪装涂料的颜料及粘合剂；综述了国内外红外伪装涂料的特性及其研究现状并展望了红外伪装涂料的发展前景。关键词：红外伪装；涂料；影响因素；研究进展DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.0070引言随着现代侦察技术的飞速发展与完善，各种军事重要目标、特殊装备等面临着日趋严重的威胁。传统的可见光伪装技术已经远远不能满足需求。针对该问题，世界各国已经成功研制出了许多先进的伪装技术，其中红外伪装涂料以其制造方便、成本低廉、坚固耐用、施工方便等优势在伪装中占有重要的地位。1红外伪装涂料的原理在0K以上的溫度下，一切物体均会辐射红外线。但是由于空气中存在二氧化碳、氧气、水等极性分子，处于极远红外区域的红外线会被空气吸收，只有波长正常处于“大气窗口”，即3～5μm、8～14μm区域的红外线能在大气中无阻碍传播。而其中8～14μm波段为热成像的重要波段[1]。目前，红外探测主要有两种探测方法：一是点源探测；二是成像探测，利用目标与背景的红外辐射差别通过成像来识别目标。因此，实现目标红外伪装，应设法使目标热图与背景热图相似，使目标在红外热图像上看与背景相融合。由斯蒂芬-玻耳兹曼定律及发射率定义，一个物体在全波长范围内发射的辐射出射度为：。式中：W为物体的总辐射出射度，σ为玻耳兹曼常数，ε为物体的发射率，T为物体的绝对温度。温度相同的物体，由于发射率的不同，在红外探测器上会显示出不同的红外图像。另一方面，为降低目标表面的温度，红外伪装涂料在可见光和近红外还具有较低的太阳能吸收率和一定的隔热能力，以使目标表面的温度尽可能接近背景的温度，从而降低目标和背景的辐射对比度，减小目标的被探测概率。2红外伪装涂料的影响因素目前，以降低发射率为主要目标的伪装涂料主要性能指标是：目标表面的发射率，在可见光和近红外波段的太阳能吸收率及与其它波段伪装要求的兼容性。为此，红外伪装涂料应具有以下基本要求：（1）具有符合要求的红外发射率；（2）具有良好的热稳定性和基料结合性；（3）多频段兼容性好、结构简单、轻便坚固，成本低廉。2.1颜料的影响颜料是影响涂料伪装性能的重要因素之一，涂料的伪装能力主要是通过颜料的选择和颜料间的合理配比来实现的。目前用于红外伪装涂料配方中的颜料主要有三种：金属颜料、着色颜料和半导体颜料。2.1.1金属颜料基尔霍夫定律表明，不透明体的反射率越高，发射率越低。因此，有较高反射率的金属粒子是热伪装涂料最常用和最重要的颜料种类。可用的有Al、Zn、Sn、Au、青铜等，实际选用集中于性能优良、价廉易得的Al。随着金属颜料的增加，可使红外伪装涂层的发射率降低至0.5甚至更低，但是金属颜料含量超过一定范围后，即会使发射率升高。迄今报道的热伪装涂料金属颜料含量一般不超过40%（质量百分数），通常在20%～30%居多。2.1.2着色颜料选用着色颜料主要是为了满足与可见光伪装兼容的要求，大多数着色染料不具备低发射率，仅能要求其不损害涂料的热伪装性能。因此，着色颜料的筛选一直是伪装涂料研究工作的难点之一。目前，已知的着色颜料分为无机颜料和有机颜料两大类，无机颜料大致以金属氧化物和氢氧化物、金属非氧化物、无机颜料盐等3类为主，而在众多的有机颜料中最常见的是偶氮化合物。2.1.3半导体颜料半导体颜料是20世纪80年代兴起的一种掺杂颜料，在红外伪装涂料中前景较好。掺杂半导体由金属氧化物（主体）和掺杂剂（载流子给予体）构成，它能够弥补金属颜料与着色颜料的自身缺陷。常见的半导体颜料有SnO2与In2O3，可掺杂制成铟锡氧化物（ITO）粉末，其颜色可调，能使涂料的发射率降低至0.624[2]，是一类兼容性良好的红外伪装涂料。2.2粘合剂的影响粘合剂是影响涂料隐身性能的另一个基本因素。很多研究者认为，涂料在红外波段的吸热能力在很大程度上取决于粘合剂。研究证实，粘合剂对涂料发射率的影响超过60%[3]因此，要求粘合剂在红外波段保持透明，从而体现填料的光学性能。粘合剂可分为有机粘合剂与无机粘合剂两大类，目前有机粘合剂研究较多。2.2.1有机粘合...