含平行排列片狀金屬粒子紅外低發(fā)射率涂層發(fā)射率建模.pdf

1、隨著現(xiàn)代紅外探測器件性能的不斷突破，武器作戰(zhàn)平臺尤其是飛行器的紅外隱身面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。紅外低發(fā)射率涂層是降低物體紅外輻射特征的重要措施之一，具體對飛行器應(yīng)用背景來說，要求涂層在3~5和8~14μm紅外窗口的發(fā)射率盡可能地低。紅外低發(fā)射率涂層通常是樹脂粘結(jié)劑和金屬顏料顆粒組成的復(fù)合涂層，實驗上發(fā)現(xiàn)含平行排列片狀金屬粒子的涂層發(fā)射率相比含球形金屬粒子涂層發(fā)射率更低，且涂層發(fā)射率受顆粒的固含量、尺寸、涂層厚度和樹脂吸收特性的影響，但是如

2、何從理論上來預(yù)測涂層的發(fā)射率并解釋上述因素對發(fā)射率的影響，一直以來缺乏準(zhǔn)確、實用的模型。建立準(zhǔn)確有效的低紅外發(fā)射率仿真模型對加快該類材料研發(fā)進程具有重要的工程意義。
　　本文的研究工作主要由以下兩個部分構(gòu)成：
　　（1）垂直入射時，單個片狀金屬顆粒的電磁散射性質(zhì)研究。對處在“光學(xué)諧振區(qū)”片狀金屬顏料顆粒，將顆?？偟纳⑸浞纸鉃榍跋蜓苌漤?、背向反射項和邊緣效應(yīng)項三部分，其核心是跟顆粒粒徑相關(guān)的邊緣效應(yīng)的引入。針對反射項和邊緣效應(yīng)

3、項的不同處理方式，建立了兩個版本的拓展幾何光學(xué)模型，其中衍射項都按 Fraunhofer圓孔衍射公式處理，不同之處在于第一個版本的拓展幾何光學(xué)模型假設(shè)反射項和邊緣效應(yīng)項只對后向180°散射有貢獻；而第二個版本的拓展幾何光學(xué)模型則將反射項考慮為在后半球空間具有跟前半球衍射項相同的角度分布，而邊緣項被考慮成前后半球散射能量相等且也與衍射具有相同的角度分布。
　?。?）建立了含平行排列片狀金屬粒子低發(fā)射率涂層發(fā)射率公式。應(yīng)用完整輻射傳輸