含平行排列片状金属粒子红外低发射率涂层发射率建模

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1、ｓ啊扇＊洗风，！ＵＮＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬ巨ＣＴＲＯＮＩＣＳＣ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ？－ｍ疆？＊鄰＊ＩｙｔＶ％Ｗ■１ｒｆｍ／．：．．：？．．．．可乂六．－？＊．—；论文题目含平行排列片状金属粒子红外低发射率涂层发射率建模专业学位类别工程硕壬学号２０１２２２０３０６５０作者姓名膝帅

2、指导教师邓龙江教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表不谢意。作者签名：咪叶日期：去如年ｔ月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复

3、印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：矜、导师签名；刮日期：：年丈月；日＾分类号密级注1UDC学位论文含平行排列片状金属粒子低发射率涂层发射率建模（题名和副题名）陈帅（作者姓名）指导教师邓龙江教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.03.28论文答辩日期

4、2015.05.26学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。MODELINGEMISSIVITYOFINFRAREDLOWEMISSIVITYCOATINGCONTAININGHORIZONTALLYORIENTEDMETALLICFLAKEPARTICLESAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicandCommunication

5、EngineeringAuthor:ChenShuaiAdvisor:Prof.DengLongjiangSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要随着现代红外探测器件性能的不断突破，武器作战平台尤其是飞行器的红外隐身面临越来越严峻的挑战。红外低发射率涂层是降低物体红外辐射特征的重要措施之一，具体对飞行器应用背景来说，要求涂层在3~5和8~14μm红外窗口的发射率尽可能地低。红外低发射率涂层通常是树脂粘结剂和金属颜料颗粒组成的复合涂层，实验上发现含平行排列片状

6、金属粒子的涂层发射率相比含球形金属粒子涂层发射率更低，且涂层发射率受颗粒的固含量、尺寸、涂层厚度和树脂吸收特性的影响，但是如何从理论上来预测涂层的发射率并解释上述因素对发射率的影响，一直以来缺乏准确、实用的模型。建立准确有效的低红外发射率仿真模型对加快该类材料研发进程具有重要的工程意义。本文的研究工作主要由以下两个部分构成：（1）垂直入射时，单个片状金属颗粒的电磁散射性质研究。对处在“光学谐振区”片状金属颜料颗粒，将颗粒总的散射分解为前向衍射项、背向反射项和边缘效应项三部分，其核心是跟颗粒粒径相关的边缘效应的引入。针对反射项和边缘效应项

7、的不同处理方式，建立了两个版本的拓展几何光学模型，其中衍射项都按Fraunhofer圆孔衍射公式处理，不同之处在于第一个版本的拓展几何光学模型假设反射项和边缘效应项只对后向180°散射有贡献；而第二个版本的拓展几何光学模型则将反射项考虑为在后半球空间具有跟前半球衍射项相同的角度分布，而边缘项被考虑成前后半球散射能量相等且也与衍射具有相同的角度分布。（2）建立了含平行排列片状金属粒子低发射率涂层发射率公式。应用完整辐射传输方程的两种简化形式—Kubelka-Munk理论（结合第一个版本拓展几何光学模型）和六能流理论（结合第二个版本拓展几何

8、光学模型），分别建立了涂层的发射率公式并详细讨论了铝粉含量、尺寸、厚度、涂层厚度和树脂吸收特性等因素对发射率的影响规律。最后将仿真和实验发射率光谱结果进行对比，验证了模型的有效性。值得指出的是，利用六能流理