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红外制导武器能够对目标实施全方位、多角度精确打击, 已成为战争中进攻利器, 发挥着至关重要的作用. 红外诱饵剂作为对抗红外制导武器主要手段, 被广泛应用于保护装备免受敌方红外制导弹药精确打击[1–2]. 然而随着科技不断进步, 红外制导弹药对目标和红外诱饵剂的辨识能力也在不断提高, 传统镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)红外诱饵剂存在燃烧温度过高以及长波红外辐射不足等缺点, 令其难以对抗新型红外制导弹药. 因此, 对传统红外诱饵剂进行改进成为当前研究的热点[3–6]. Elbasuney等[7]将石墨和三氧化二铁(Fe2O3)纳米颗粒添加到聚四氟乙烯/镁铝合金/氟橡胶配方中进行改进, 通过实验发现当添加2%的Fe2O3纳米颗粒和6%的石墨时, 改进配方光谱辐射性能表现较好. 金青君等[8]利用αβ合金作为添加剂对传统Mg/PTFE红外诱饵剂进行改进, 通过理论计算和实验研究发现, 随αβ合金含量增大, 产物中氟化镁(MgF2)质量比例逐渐减小而辐射强度的主要贡献源β-F和α-C质量比例逐渐增大, 从而导致混合诱饵剂辐射强度不断提高, 其中α-C最高质量比例接近50%. 胡亚鹏等[9]将四氯化钛添加进传统Mg/PTFE红外诱饵剂中, 经过一系列工序将混合配方制成薄片型红外诱饵材料后进行实验测试, 结果表明该材料平均燃烧温度达到855 ℃, 单条该型薄片远红外辐射强度达到158 W/sr. 杨谦[10]在烟火药薄膜中添加乌洛托品、氧化铁、硝化棉、石墨、硼等5种添加剂后经实验研究发现, 添加15%的硼粉使原始药剂中远红外辐射能量、燃烧温度、燃速分别提升144 J/(sr·g), 84 J/(sr·g), 220 ℃, 0.21 g/s, 对药剂4项性能的提升作用最明显.
根据红外辐射原理, 物体发射率越高, 其辐射越强[11]. 红外诱饵剂燃烧过程中会发生一系列复杂化学反应, 燃烧产生火焰由多种状态反应产物组成[12], 其中固态或液态产物(即凝聚相产物)对红外辐射贡献最大[11]. 因此, 为提高红外诱饵剂远红外波段的辐射, 可以在红外诱饵剂反应剩余物中增加远红外波段具有高发射率且反应温度下为凝聚相的物质. 增加方式包括两种: 第一种是向红外诱饵剂中添加不参与反应的添加剂, 使该添加剂在红外诱饵剂反应过程中被加热至高温, 并在远红外波段贡献辐射, 这种方式要求该添加剂自身具有高远红外发射率和较高熔点; 第二种是向红外诱饵剂中添加能参与反应的添加剂, 且反应后生成高远红外发射率产物, 使生成产物在远红外波段贡献辐射, 这种方式要求该添加剂能够和红外诱饵剂反应生成具有高远红外发射率和较高熔点产物. ZrSiO4在远红外波段发射率达到0.82—0.99 [13], 这表明其有助于提高红外诱饵剂远红外波段的辐射, 同时ZrSiO4具有2800 ℃的高熔点, 且不会与Pb3O4, Mg和PTFE发生反应, 因此ZrSiO4符合上述第一种通过添加剂提高远红外波段辐射的方式, 结合前文研究[14], 引入Pb3O4后对Mg/PTFE 红外诱饵剂产生正向影响, 且质量比m(Mg): m(PTFE): m(Pb3O4)=10∶3∶7时综合效果最佳, 适合作为基础配方继续进行研究. 所以本文采用ZrSiO4作为添加剂, 并以质量比m(Mg): m(PTFE): m(Pb3O4)=10∶3∶7的Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂作为基础配方, 通过改变ZrSiO4添加量设计了7种配方, 制备了混合红外诱饵剂药柱样品, 通过实验研究了ZrSiO4对Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂效能影响.
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实验试剂包括ZrSiO4粉、Mg粉、Pb3O4粉、PTFE粉. 药剂称重选用上海奔普仪器科技有限公司生产的电子天平, 精度为0.01 g; 药柱样品制作选用天津天光光学仪器有限公司的HY-12型红外压片机和直径30 mm圆柱型模具, 压片机压力设置为15 MPa; 热分解性能测试选用美国TA有限公司生产的SDT-Q600同步热分析仪, 天平灵敏度为0.1 µg, 温度范围为室温至1500 ℃, 设置加热速率20.0 ℃/min, 测试气体环境为空气; 远红外辐射测量选用德国InfraTec有限公司生产的VarioCAMHD875sl红外热像仪, 拍摄频率为30 f/s, 光谱范围为7.5—14 μm.
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本实验采用质量比为m(Mg): m(PTFE): m(Pb3O4) = 10∶3∶7的Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂作为基础配方[14], 通过改变ZrSiO4添加量设计了7种配方, 具体配方如表1所示. 每种配方制作2个质量为16 g的药柱样品, 制作步骤有: 1) 称重(按照设计配方计算并称取相应质量试剂粉末); 2) 混合(将各种试剂人工混合均匀); 3) 压片(将混合红外诱饵剂粉末放入模具中, 并用红外压片机进行压片, 保压时间20 s); 4) 退模(退模取出药柱样品). 按照该方法共制作14个药柱样品进行实验, 并取每种配方2个样品实验结果的平均值作为该种配方实验结果.
制作过程存在一定损耗, 因此制作成的药柱样品实际质量可能少于设计质量16 g. 表2列出了14个不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂药柱样品实际质量和高度, 图1所示为14个不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂药柱样品实物.
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红外诱饵剂燃烧测试实验在室外进行, 环境温度为23 ℃, 实验场景设置如图2所示, 其中实验样品放置于红外热像仪正前方8 m处. 将14个不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂药柱样品按序号依次点燃, 使用红外热像仪记录每个药柱样品完整燃烧过程, 并用配套软件IRBIS3将数据和红外图像进行处理.
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为研究添加ZrSiO4对Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂热分解性能的影响, 利用SDT-Q600型同步热分析仪分别测试了1号配方(基础配方)和5号配方(ZrSiO4添加比例为12%配方)热分解过程, 测试所得的热分解性能图(即TG-DSC图)如图3和图4所示.
图3所示为1号配方(即基础配方)TG-DSC图, 其中棕色曲线代表DSC曲线(即HeatFlow曲线, 反映热量变化), 绿色曲线代表TG曲线(即Weight曲线, 反映质量变化), 蓝色曲线代表DTG曲线(表示质量变化率). 根据DTG曲线分析, 样品在升温过程中出现了5个质量变化较大的反应过程. 从温度轴开始观察, 在320.30 ℃时, DTG曲线上出现了第1个峰(正向), DSC曲线呈现出一个微小吸热峰, 该过程是PTFE熔化过程; 从441.68 ℃到550.13 ℃在DTG曲线上出现第2个峰(正向), 对应TG曲线迅速下降, 显示失重率为10.84%. 在这一过程中, DSC曲线呈现出一个放热峰, 其起始温度为466.87 ℃, 峰温为519.84 ℃. 综合以上现象判断该过程是PTFE聚合物连接键(C—C键)断裂并分解生成C2F4过程(在空气气氛中, PTFE解聚为放热反应; 而在惰性气体气氛中, 则为吸热反应[15]. 本实验所用气体环境为空气, 因此PTFE解聚过程属于放热反应); 从550.13—595.64 ℃在DTG曲线上出现了第3个峰(正向), 其峰值小于第2个, 表明该过程失重速率小于第2个过程. 对应TG曲线显示失重率为2.38% . 当温度高于540 ℃时, Pb3O4开始分解为氧化铅(PbO)和氧气(O2), 为吸热反应. 而在该阶段仍存在部分PTFE未完成分解, 所以, 该阶段在进行Pb3O4和PTFE这两种物质的分解, 两个分解反应热量中和导致该过程对应DSC曲线呈稳定状态; 从595.64—680.86 ℃在DTG曲线上出现第4个峰(正向), 其峰值小于第3个峰值, 即失重速率比第3个过程小, 表明PTFE已经完全分解, 仅有未分解完的Pb3O4在发生分解失重. 对应TG曲线显示该过程失重率为3.06%. 对应DSC曲线上, 从644.78 ℃开始出现一个较大吸热峰, 峰温为651.8 ℃, 主要是由Mg熔化吸热引起(Mg熔点为648 ℃, 而图中所得Mg熔点为644.78 ℃, 测试误差为0.4%), 同时Pb3O4分解吸热也对该吸热峰有部分贡献; 从680.86—1012.40 ℃在DTG曲线上出现第5个峰(负向), 对应TG曲线迅速上升, 显示该过程样品质量增加38.02%, 该过程结束后, 样品最终质量超过初始质量. 同时, 在DSC曲线上出现了一个较大放热峰, 峰温为888.90 ℃, 放热量较多. 综合分析认为此处进行的是红外诱饵剂中的Mg与氧化剂以及空气氛围中O2发生反应[14], 反应比较剧烈, 放热效果明显. 增重主要是因为Mg和空气中O2反应生成了MgO等固体.
图4所示为5号配方(即添加ZrSiO4比例为12%配方)TG-DSC图, 与图3进行对比发现, 添加ZrSiO4后, 温度低于700 ℃时, 反应物物态变化温度、失重阶段和失重比例与基础配方基本一致. 然而当温度高于700 ℃以后, 反应放热峰变为两个, 峰温分别位于861.27 ℃和941.49 ℃, 且这两个峰型和峰值基本一致, 与基础配方只有一个反应放热峰不同. 但两个反应放热峰峰值相较于基础配方有所减小, 主要是因为ZrSiO4不参加反应导致混合红外诱饵剂中能够反应的成分含量降低, 单位质量药剂反应放热减小, 热效应变差. 同时, ZrSiO4需要吸收部分基础配方反应产生的热量, 因此可以推断, 添加ZrSiO4可能会降低反应温度.
对1号(即基础配方)和5号配方(即添加ZrSiO4比例为12%配方)测试反应剩余物进行X射线衍射(XRD)测试, 图5所示为得出的反应剩余物XRD测试图, 由图5可知, 1号和5号配方的反应剩余物中均检出C, Mg, MgO, MgF2, Pb, PbO, Li2MgCd等物质, 其中C, MgO, MgF2, Pb为混合红外诱饵反应产物[15], PbO为Pb3O4分解产生, Mg均为未完全参与反应的剩余物, Li2MgCd为所用Mg粉中存在的少量杂质, 因为实际应用中要考虑到成本因素, 故所使用的Mg粉纯度未达到最高, 其中存在少量Li2MgCd杂质. 同时, 5号配方中检出ZrSiO4, 而1号配方中无相应波峰即未检出ZrSiO4.
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对药柱样品燃烧实验红外图像进行处理, 得出7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方燃烧时间、燃烧温度和质量燃速数据, 具体结果见表3. 图6所示为7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方反应温度.
根据图6显示, 随着ZrSiO4添加比例升高, 样品反应温度持续降低, 当添加比例小于18%时, 反应温度均低于基础配方. 这是因为ZrSiO4不参与基础配方的反应, 并且其添加方式为等质量替代基础配方. 由于基础配方在反应中产生热量, 在ZrSiO4含量增大的过程中, 基础配方比例减小, 从而产生热量也减小. 同时, ZrSiO4需要吸收热量以提升自身温度, 又消耗部分药剂产生的热量. 因此, 从1号到7号配方, 随着ZrSiO4添加比例升高, 混合红外诱饵剂产生热量不断减小, 导致反应温度持续降低.
图7所示为7种混合红外诱饵剂配方燃烧时间和质量燃速图, 分析图中数据变化规律可知, 随着ZrSiO4添加比例升高(1号—7号配方), 样品燃烧时间持续增加, 质量燃速持续减小, 主要受导温系数影响[14,16]. 导温系数越大, 热量传导越快, 而药柱样品燃烧是粒状扩散燃烧, 属于层状燃烧[17], 燃烧第1步是反应物由固态融化气化变为可反应状态, 这也是最重要一步, 热量传导越快, 未反应区越快过渡为反应区, 反应进程就越快.
可采用最简单的模型(即把Pb3O4, Mg, PTFE, ZrSiO4这4种物质的混合物看作沿热流传递方向串联排列)来计算Pb3O4/Mg/PTFE/ZrSiO4混合红外诱饵剂导热系数[18], 则其导热系数:
比热容为
导温系数为
(1)式—(3)式中, Φ为体积分数, ζ为质量分数, ρ为密度; Pb3O4, Mg, PTFE和ZrSiO4物理性质[19,20]如表4所示.
图8所示为计算所得7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方的导温系数. 由图8可知, 随着ZrSiO4添加量增大(1号—7号配方), 导温系数持续减小, 因此1号—7号配方质量燃速也持续减小, 和导温系数变化趋势一致, 这表明添加ZrSiO4可以延长混合红外诱饵剂作用时间.
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对药柱样品燃烧实验红外图像进行处理, 并计算出辐射面积(S)和辐射亮度(L)的数值(图像中温度超过400 ℃范围内), 根据辐射强度I= L·S [11], 算出辐射强度I. 图9所示为7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方远红外辐射强度最大时红外热像图. 表5为根据热像仪所拍摄图像计算得出的7种混合红外诱饵剂配方红外辐射特性表.
图10所示为7种混合红外诱饵剂配方远红外辐射特性, 分析图中数据变化规律可知, 药柱样品远红外辐射亮度和辐射强度随着ZrSiO4添加量增大均先增大, 且当ZrSiO4添加比例为6%时, 达到最大值2461 W/(m2·sr)和142 W/sr. 然后随着ZrSiO4添加量继续增大, 而药柱样品辐射亮度和辐射强度均开始减小, 且当ZrSiO4添加比例为18%以内和9%以内时, 药柱样品辐射亮度和辐射强度均大于基础配方.
根据前文研究[14], Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂主要由Mg与Pb3O4, PTFE反应生成C, MgO, Pb和MgF2来贡献辐射, 其中C因红外发射率较高而为辐射主要贡献源. 由ZrSiO4光谱发射率数据可知[13], 其在远红外波段内发射率大于MgO(0.15—0.45), Pb(0.05)和MgF2(0.72), 并且接近于C发射率值(0.85—0.9). 2号样品辐射亮度比1号样品大, 可以从反应产物和反应温度两个方面进行分析. 在反应产物方面: 由表1可知, 2号样品和1号样品区别是质量比例3%基础配方被等质量替换为ZrSiO4, 对被替换这部分基础配方进行平衡产物理论计算, 可得其原本参与反应能生成质量比例为3%的产物, C只占其中一部分, 另外部分为MgO, Pb, MgF2等, 而被ZrSiO4替换后, 由于ZrSiO4不参与反应, 产物中变为质量比例为3%的ZrSiO4, 远多于质量比例3%基础配方参与反应生成C的量, 尽管ZrSiO4发射率略低于C, 但由于ZrSiO4量多, 所以用ZrSiO4替换基础配方导致产物的改变对辐射具有提升作用. 在反应温度方面: 2号配方反应温度虽然有所下降, 但下降幅度并不明显, 因此温度下降对辐射的减小作用没有产物改变对辐射的提升作用大, 从而导致最终2号配方远红外辐射亮度增大. 同理, 3号配方远红外辐射亮度继续增大. 3号以后, 由于基础配方比例减小导致产物中由基础配方生成的C等固体物质继续减少, 而ZrSiO4含量则继续增大, 然而根据表3所示, 温度降低幅度变大, 这导致温度下降对辐射的减小作用比产物改变对辐射的提升作用大, 因此, 远红外辐射亮度开始不断减小, 即4号到7号样品远红外辐射亮度呈减小趋势, 不过降低幅度相对平缓, 并且始终高于基础配方远红外辐射亮度, 这表明添加ZrSiO4比例在18%以内均能提升基础配方远红外辐射亮度.
远红外辐射强度变化趋势和辐射亮度基本一致, 但只有ZrSiO4添加比例小于9%时辐射强度比基础配方有所增强.
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经过对7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方实验数据分析发现, 添加ZrSiO4后, 样品热分解过程放热峰值变小, 热效应变差. 随着ZrSiO4添加比例升高, 样品燃烧温度持续降低, 均低于基础配方; 质量燃速也逐渐减小, 从而使燃烧时间延长. 远红外辐射性能则受反应温度和反应后剩余物影响, 当ZrSiO4添加比例为18%以内和9%以内时分别对基础配方远红外辐射亮度和辐射强度有提升作用, 且当ZrSiO4添加比例为6%时, 样品远红外辐射亮度和强度均达到最大值. 因此, 添加ZrSiO4比例为6%时, 对Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂远红外辐射性能提升最显著, 同时燃烧温度有所降低, 对作用时间也有所延长, 经综合考虑较适合作为Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂改进配方.
硅酸锆对Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂远红外辐射性能影响
Effect of ZrSiO4 on far-infrared radiation characteristics of Pb3O4/Mg/PTFE infrared decoy
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摘要: 传统镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)红外诱饵剂被广泛应用于对抗红外制导武器, 但随着红外制导技术发展, 其长波红外辐射不足、燃烧温度过高等缺点令其难以对抗新型红外制导弹药. 针对这一问题, 提出了采用硅酸锆(ZrSiO4)作为添加剂来提高传统诱饵剂红外辐射的方法. 以四氧化三铅/镁粉/聚四氟乙烯(Pb3O4/Mg/PTFE)红外诱饵剂作为基础配方, 设计了7种配方, 通过实验研究了不同ZrSiO4添加量对Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂效能的影响. 首先测试了基础配方(ZrSiO4添加量为0)和12% ZrSiO4添加量配方的热分解性能, 然后用7.5—14 μm远红外热像仪测量了压制成药柱样品的燃烧过程, 并计算出每个样品的燃烧时间、燃烧温度、质量燃速、辐射面积、远红外辐射亮度和辐射强度. 结果表明: 添加ZrSiO4后, 混合红外诱饵剂反应放热峰值减小, 热效应变差; 随着ZrSiO4添加量增大, 样品燃烧时间持续变长, 燃烧温度持续降低. 当ZrSiO4添加比例为18%时, 样品反应时间最长达3.73 s, 燃烧温度最低达765.46 ℃; 远红外辐射亮度和辐射强度均随着ZrSiO4添加比例升高先增大后减小, 且当ZrSiO4添加比例为6%时分别达到最大值2461 W/(m2·sr)和142 W/sr; 当ZrSiO4添加比例在18%以内和9%以内时分别对基础配方的远红外辐射亮度和辐射强度有提升作用.Abstract: Traditional composite infrared decoy, magnesium/teflon (Mg/PTFE), has been widely used in countering infrared guided weapons since its advent. However, with the development of infrared guidance technology, its drawbacks such as insufficient far-infrared radiation and high combustion temperature emerge, making it difficult to counter novel infrared guided weapons. To address this issue, a strategy of utilizing zirconium silicate (ZrSiO4) as an additive is proposed to improve the infrared radiation of infrared decoy. Therein, seven formulations with different ratios of ZrSiO4 are designed based on the basic formula of trilead tetraoxide/ magnesium/teflon (Pb3O4/Mg/PTFE) mixed powder. And the effect of ZrSiO4 serving as an additive on the performance of Pb3O4/Mg/PTFE infrared decoy is analyzed through experiments. First, initial experiments are conducted on the thermal decomposition characteristics of the basic formula (ZrSiO4 addition ratio is 0%) and its variant counterpart with 12% ZrSiO4. Subsequently, the combustion behaviors of the compacted formulation samples are examined using an infrared thermal imager operating within the 7.5–14 μm range, subsequently, the combution time, combution temperature, burning rate, radiation area, radiance, and radiation intensity of individual samples are computed. These results show that incorporation of ZrSiO4 reduces the intensity of the primary exothermic peak during the reactions with a mixed infrared decoy agent, yielding suboptimal thermal efficiencies. Furthermore, the combustion durations of the samples progressively increase with ZrSiO4 addition increasing, accompanied by consistent reductions in their combustion temperatures. Specifically, the sample reaction time peaks at 3.73 s at a ZrSiO4 addition ratio of 18%, while the combution temperature drops to a minimum value of 765.46 ℃. Moreover, the far-infrared radiance and radiation intensity demonstrate an initial-increase-then-decrease trend with ZrSiO4 addition increasing, thereby achieving the maximum values of 2461 W/(m2·sr) and 142 W/sr, respectively at a ZrSiO4 addition ratio of 6%. Furthermore, the far-infrared radiance and radiation intensity of the base formulation are enhanced when ZrSiO4 addition ratios are kept within 18% and 9% respectively. Based on the comprehensive analysis of the experimental data and considering the requirements for the infrared decoy in practical applications, a formulation with a ZrSiO4 addition ratio of 6% is adopted as an improved formulation for the Pb3O4/Mg/PTFE infrared decoy.
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Key words:
- infrared decoy /
- thermal decomposition /
- thermal diffusivity /
- radiation intensity .
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图 1 14个不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂药柱样品实物图
Figure 1. Photograph of 14 samples of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
图 2 药柱样品燃烧实验及测试场景
Figure 2. Experimental setup and testing scenarios for combustion of samples.
图 3 Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂基础配方TG-DSC曲线
Figure 3. TG-DSC curve of basic formula of Pb3O4/Mg/PTFE composite infrared decoy.
图 4 ZrSiO4添加量为12%时Pb3O4/Mg/PTFE/ ZrSiO4混合红外诱饵剂TG-DSC曲线
Figure 4. TG-DSC curve of Pb3O4/Mg/PTFE/ZrSiO4 composite infrared decoy with 12% addition of ZrSiO4.
图 5 Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂基础配方(1号配方)和ZrSiO4添加量为12%配方(5号配方)的XRD测试图
Figure 5. XRD curve of basic formula of Pb3O4/Mg/PTFE composite infrared decoy (No.1) and Pb3O4/Mg/PTFE/ZrSiO4 composite infrared decoy with 12% addition of ZrSiO4 (No.5).
图 6 7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方反应温度
Figure 6. Combustion temperature of 7 types of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
图 7 7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方燃烧时间和质量燃速
Figure 7. Combustion time and burning rate of 7 types of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
图 8 7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方导温系数
Figure 8. Thermal Diffusivity of 7 types of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
图 9 7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方燃烧红外热像图
Figure 9. Infrared thermal image of 7 types of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
图 10 7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方辐射特性
Figure 10. Radiation characteristics of 7 types of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
表 1 7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方成分比例
Table 1. Compositional ratios of 7 types of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
Formula m (Pb3O4)/% m (Mg)/% m (PTFE)/% m (ZrSiO4)/% 1 35 50 15 0 2 33.95 48.5 14.55 3 3 32.9 47 14.1 6 4 31.85 45.5 13.65 9 5 30.8 44 13.2 12 6 29.75 42.5 12.75 15 7 28.7 41 12.3 18 
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表 2 14个不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂药柱样品质量和高度
Table 2. Weight and height of 14 samples of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
Formula I II Average Weight/g Height/mm Weight/g Height/mm Weight/g Height/mm 1 15.99 12.97 15.98 13.01 15.99 12.99 2 15.99 12.96 15.98 12.90 15.99 12.93 3 15.99 12.95 15.99 12.85 15.99 12.90 4 15.96 12.84 15.96 12.83 15.96 12.84 5 15.97 12.61 15.97 12.75 15.97 12.68 6 15.99 12.53 15.95 12.74 15.97 12.64 7 15.98 12.45 15.98 12.41 15.98 12.43
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表 3 7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方燃烧时间、温度和燃速
Table 3. Combution time, temperature, and burning rate of 7 types of composite infrared decoys with varied ZrSiO4.
Formula I II Average T/℃ Combustion
time/sBurning
rate/(g·s–1)T/℃ Combustion
time/sBurning
rate/(g·s–1)T/℃ Combustion
time/sBurning
rate/(g·s–1)1 857.00 3.01 5.32 823.90 3.06 5.23 840.50 3.03 5.27 2 822.58 3.09 5.18 852.19 3.07 5.21 837.39 3.08 5.19 3 830.89 3.16 5.06 834.05 3.11 5.14 832.47 3.14 5.10 4 817.44 3.37 4.75 824.39 3.25 4.92 820.91 3.31 4.84 5 809.42 3.44 4.65 798.71 3.53 4.53 804.06 3.49 4.59 6 782.70 3.71 4.31 788.54 3.62 4.42 785.62 3.67 4.37 7 761.32 3.77 4.24 769.59 3.69 4.34 765.46 3.73 4.29
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表 4 Pb3O4, Mg, PTFE和ZrSiO4物理性质
Table 4. Physical properties of Pb3O4, Mg, PTFE, and ZrSiO4.
Material λ/(J·m–1·s–1·K–1) c/(J·kg–1·K–1) ρ/(kg–1·m–3) Mg 165.1 1000 1745 PTFE 0.24 1050 2150 Pb3O4 0.288 226 9100 ZrSiO4 5.1 800 4560
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表 5 7种不同ZrSiO4添加量混合红外诱饵剂配方辐射特性
Table 5. Radiation characteristics of 7 types of composite infrared decoys with varied ZrSiO4
Formula I II Average Radiance/
(W·m–2·sr–1)Radiation
area/mm2Radiation intensity/
(W·sr–1)Radiance/
(W·m–2·sr–1)Radiation
area/mm2Radiation intensity/
(W·sr–1)Radiance/
(W·m–2·sr–1)Radiation
area/mm2Radiation intensity/
(W·sr–1)1 2134 54957 117 2071 46744 97 2103 50851 107 2 2067 50508 104 2329 51714 120 2198 51111 112 3 2452 59449 146 2470 55706 138 2461 57577 142 4 2240 43043 96 2410 59574 144 2325 51308 120 5 2317 41358 96 2277 40256 92 2297 40807 94 6 2256 39882 90 2290 39050 89 2273 39466 90 7 2228 38302 85 2248 36888 82 2238 37595 84
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