本發(fā)明主要涉及紅外煙幕干擾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單透向煙幕材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

煙幕可以顯著削弱現(xiàn)代光電偵察設(shè)備和光電制導(dǎo)武器的效能,同時(shí)煙幕器材的成本也相對(duì)較低。實(shí)踐證明，煙幕是一種高效費(fèi)比的偽裝技術(shù)手段，也是光電對(duì)抗中最實(shí)用、最有效的手段之一。傳統(tǒng)的煙霧劑雖然在可見光和紅外范圍有著很好的保護(hù)作用，但是煙霧同時(shí)阻礙我方偵查儀器的檢測(cè)，這個(gè)階段，敵我都可以改變自己的方位，當(dāng)煙霧達(dá)不到效果時(shí)才能重新確認(rèn)位置。因此，研發(fā)煙霧得有一個(gè)戰(zhàn)略上的優(yōu)勢(shì)，在煙霧中我方可以有效的偽裝或改變自己的方位，同時(shí)能夠跟蹤對(duì)手并且做出及時(shí)的反應(yīng)。最終研究者提出單向透視煙幕的理念，在沒(méi)有干擾光源時(shí)，在紅外波段表現(xiàn)為雙向可視，而使用干擾光源時(shí)，對(duì)方借助紅外探測(cè)儀無(wú)法觀察到己方，我方的前視效果不受影響，可以容易檢測(cè)到對(duì)方。

煙幕是發(fā)煙劑產(chǎn)生大量的液體或固體微粒懸浮在空氣中而生成的氣溶膠體系，其輻射熱量被氣溶膠微粒通過(guò)吸收和散射作用而削弱，在保證外界條件不變的前提下，只是改變煙箱距離探測(cè)器和黑體的位置，前后譜圖出現(xiàn)差距，說(shuō)明粒子對(duì)光產(chǎn)生了前向散射起到主要效果。當(dāng)煙幕粒徑與入射波長(zhǎng)差不多時(shí)，即參數(shù)X在1-20范圍內(nèi)，粒子的散射服從米氏散射理論。均勻介質(zhì)構(gòu)成的單個(gè)球形粒子吸收、散射和消光截面，可以用米氏散射理論進(jìn)行分析。米氏散射理論提供了復(fù)雜但非常通用的解，對(duì)于吸收和非吸收球形氣溶膠粒子，從分子大小的粒子到用幾何光學(xué)處理的大粒子都是有效的。

美國(guó)專利US5682010(1997)S公開了一種單向可見光煙幕，其實(shí)施方法是施放兩層煙霧，使它們均與空氣充分混合。第1層煙霧云團(tuán)含有可見光吸收材料，如碳黑或石墨片等材料。第2層云團(tuán)為含有一種白色的、無(wú)吸收性的、可見煙霧，含有非吸收材料如二氧化鈦或霧油。可見性僅存在于從第1云層團(tuán)向第2層云團(tuán)方向看時(shí)，但是在實(shí)際應(yīng)用若兩層云團(tuán)混合后就沒(méi)有單向可見光的效果。但該很難同時(shí)排放彼此間隔滿足要求的霧云，由于不同區(qū)域的風(fēng)影響,兩種霧云易混合，最終達(dá)不到預(yù)期效果。因此，這個(gè)方法并不實(shí)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供紅外光譜(780nm～14.0μm)上，可見光譜不透明的單透向煙幕材料及其制備方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)解決方案為：

該煙幕材料成分為：以含量20％～30％的二氧化硅作主干擾藥劑，再加入70％～80％含量的發(fā)煙劑，所述的二氧化硅為玻璃態(tài)二氧化硅。

其中，采用的二氧化硅粒徑為1250目。

發(fā)煙劑組成包含：六氯乙烷、六氯代苯、聚氯乙烯、高氯酸鉀、高氯酸銨作為氧化劑；鎂粉、鋅粉作為可燃劑；氯丁橡膠、酚醛樹脂、天然橡膠作為粘合劑；其中，氧化劑、可燃劑、粘合劑的含量為5.5：3.5：1。

發(fā)煙劑具體如下：

發(fā)煙劑由六氯乙烷/六氯代苯含量30％～40％，高氯酸鉀含量20％～30％，鎂粉含量20％～30％,酚醛樹脂含量5％～10％組成。

發(fā)煙劑由六氯乙烷/六氯代苯含量40％～60％，鋅粉含量30％～50％，氯丁橡膠含量5％～10％所組成。

發(fā)煙劑由聚氯乙烯含量40％～60％，鎂粉含量30％～50％，天然橡膠含量5％～10％組成。

上述的煙幕材料制備方法，具體步驟如下：

1)、通過(guò)濕混方法，將氧化劑與可燃劑混合均勻后，再加入溶于溶劑后的粘合劑中，再次混合均勻；

2)、將混合好的發(fā)煙劑藥劑造粒，再進(jìn)行干燥；制得發(fā)煙劑粉末；

3)、二氧化硅的表面處理：將硝化棉溶解在丙酮溶液中；再加入二氧化硅，超聲20min后機(jī)械攪拌30min；再加熱至60℃，直至丙酮揮發(fā)，最后造粒干燥；得到二氧化硅粉末；

4)、將步驟2、步驟3中的粉末混合均勻，制得單透向煙幕材料。

進(jìn)一步的，步驟1)中，溶劑為無(wú)水乙醇，干燥溫度為50℃。

進(jìn)一步的，步驟2)中，硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著優(yōu)點(diǎn)：(1)本發(fā)明的制備工藝流程簡(jiǎn)單，只需配有合適的紅外干擾光源，就可以達(dá)到單透向煙幕的效果，有很好的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。(2)本發(fā)明采用玻璃態(tài)二氧化硅材料易制取，生產(chǎn)費(fèi)用低，且其前向折射率大，很好的滿足單透向煙幕功能添加劑的要求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明單透向煙幕材料檢測(cè)儀器的布局圖。

圖2是實(shí)施列1的單透向煙幕材料的透過(guò)率譜圖。

圖3是實(shí)施列2的單透向煙幕材料的透過(guò)率譜圖。

圖4是實(shí)施列3的單透向煙幕材料的透過(guò)率譜圖。

圖5是實(shí)施列4的單透向煙幕材料的透過(guò)率譜圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。

實(shí)施例1

1)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先干燥藥劑，氧化劑(六氯乙烷，2g，高氯酸鉀，4g)，可燃劑(鎂粉，3g)，粘合劑(酚醛樹脂，1g)，功能添加劑(1250目玻璃態(tài)石英,2g)。

2)藥劑的混合：采用傳統(tǒng)的濕混方法，在六氯乙烷、高氯酸鉀與鎂粉混合均勻的基礎(chǔ)上，加入到酚醛樹脂的乙醇溶液中，再次混合均勻。

3)造粒及干燥：選用30目的篩子，造粒，并放在50℃干燥箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)。

4)二氧化硅的表面處理：按照硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4的值來(lái)處理二氧化硅，先用丙酮來(lái)溶解硝化棉，待其溶解后；再加入二氧化硅，然后使用超聲波超聲20min；再機(jī)械攪拌30min，同時(shí)設(shè)置加熱溫度為60℃，促進(jìn)丙酮的揮發(fā)，最后造粒，干燥。

5)將步驟3和步驟4得到的藥劑再按照7：3的比例混合均勻。

實(shí)施例2

1)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先干燥藥劑，氧化劑(六氯乙烷，2g，高氯酸鉀，4g)，可燃劑(鎂粉，3g)，粘合劑(酚醛樹脂，1g)，功能添加劑(方石英,2g)。

2)藥劑的混合：采用傳統(tǒng)的濕混方法，在六氯乙烷、高氯酸鉀與鎂粉混合均勻的基礎(chǔ)上，加入到酚醛樹脂的乙醇溶液中，再次混合均勻。

3)造粒及干燥：選用30目的篩子，造粒，并放在50℃干燥箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)。

4)二氧化硅的表面處理：按照硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4的值來(lái)處理二氧化硅，先用丙酮來(lái)溶解硝化棉，待其溶解后；再加入二氧化硅，然后使用超聲波超聲20min；再機(jī)械攪拌30min，同時(shí)設(shè)置加熱溫度為60℃，促進(jìn)丙酮的揮發(fā)，最后造粒，干燥。

5)將步驟3和步驟4得到的藥劑再按照7：3的比例混合均勻。

實(shí)施例3

1)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先干燥藥劑，氧化劑(六氯乙烷，2g，高氯酸鉀，4g)，可燃劑(鎂粉，3g)，粘合劑(酚醛樹脂，1g)，功能添加劑(磷石英,2g)。

2)藥劑的混合：采用傳統(tǒng)的濕混方法，在六氯乙烷、高氯酸鉀與鎂粉混合均勻的基礎(chǔ)上，加入到酚醛樹脂的乙醇溶液中，再次混合均勻。

3)造粒及干燥：選用30目的篩子，造粒，并放在50℃干燥箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)。

4)二氧化硅的表面處理：按照硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4的值來(lái)處理二氧化硅，先用丙酮來(lái)溶解硝化棉，待其溶解后；再加入二氧化硅，然后使用超聲波超聲20min；再機(jī)械攪拌30min，同時(shí)設(shè)置加熱溫度為60℃，促進(jìn)丙酮的揮發(fā)，最后造粒，干燥。

5)將步驟3和步驟4得到的藥劑再按照7：3的比例混合均勻。

實(shí)施例4

1)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先干燥藥劑，氧化劑(六氯乙烷，2g，高氯酸鉀，4g)，可燃劑(鎂粉，3g)，粘合劑(酚醛樹脂，1g)，功能添加劑(無(wú)定型石英,2g)。

2)藥劑的混合：采用傳統(tǒng)的濕混方法，在六氯乙烷、高氯酸鉀與鎂粉混合均勻的基礎(chǔ)上，加入到酚醛樹脂的乙醇溶液中，再次混合均勻。

3)造粒及干燥：選用30目的篩子，造粒，并放在50℃干燥箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)。

4)二氧化硅的表面處理：按照硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4的值來(lái)處理二氧化硅，先用丙酮來(lái)溶解硝化棉，待其溶解后；再加入二氧化硅，然后使用超聲波超聲20min；再機(jī)械攪拌30min，同時(shí)設(shè)置加熱溫度為60℃，促進(jìn)丙酮的揮發(fā)，最后造粒，干燥。

5)將步驟3和步驟4得到的藥劑再按照7：3的比例混合均勻。

實(shí)施例5

1)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先干燥藥劑，然后按照一定配比稱取材料，氧化劑(高氯酸鉀，50g～65g)，可燃劑(鎂粉，25g～30g)，粘合劑(酚醛樹脂，5g～10g)，功能添加劑(二氧化硅,15g～25g)。

2)藥劑的混合：采用傳統(tǒng)的濕混方法，在高氯酸鉀與鎂粉混合均勻的基礎(chǔ)上，加入到酚醛樹脂的乙醇溶液中，再次混合均勻。

3)造粒及干燥：選用30目的篩子，造粒，并放在50℃干燥箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)。

4)二氧化硅的表面處理：按照硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4的值來(lái)處理二氧化硅，先用丙酮來(lái)溶解硝化棉，待其溶解后；再加入二氧化硅，然后使用超聲波超聲20min；再機(jī)械攪拌30min，同時(shí)設(shè)置加熱溫度為60℃，促進(jìn)丙酮的揮發(fā)，最后造粒，干燥。

5)將步驟3和步驟4得到的藥劑混合均勻。

實(shí)施例6

1)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先干燥藥劑，然后按照一定配比稱量藥劑，氧化劑(六氯乙烷，50g～65g)，可燃劑(鎂粉，25g～30g)，粘合劑(酚醛樹脂，5g～10g)，功能添加劑(二氧化硅，15g～25g)。

2)藥劑的混合：采用傳統(tǒng)的濕混方法，在六氯乙烷與鎂粉混合均勻的基礎(chǔ)上，加入到含有溶劑(如無(wú)水乙醇)的酚醛樹脂中，再次混合均勻。

3)造粒及干燥：選用30目的篩子，造粒，并放在50℃干燥箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)。

4)二氧化硅的表面處理：按照硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4的值來(lái)處理二氧化硅，先用丙酮來(lái)溶解硝化棉，待其溶解后；再加入二氧化硅，然后使用超聲波超聲20min；再機(jī)械攪拌30min，同時(shí)設(shè)置加熱溫度為60℃，促進(jìn)丙酮的揮發(fā)，最后造粒，干燥。

5)將步驟3和步驟4得到的藥劑混合均勻。

實(shí)施例7

1)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先干燥藥劑，然后按照一定配比稱量藥劑，氧化劑(六氯乙烷/六氯代苯，40g～60g)，可燃劑(鋅粉，30g～50g)，粘合劑(氯丁橡膠，4g～8g)，功能添加劑(二氧化硅,15g～25g)。

2)二氧化硅的表面處理：按照硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4的值來(lái)處理二氧化硅，先用丙酮來(lái)溶解硝化棉，待其溶解后；再加入二氧化硅，然后使用超聲波超聲20min；再機(jī)械攪拌30min，同時(shí)設(shè)置加熱溫度為60℃，促進(jìn)丙酮的揮發(fā)，最后造粒，干燥。

3)藥劑的混合：在處理好的二氧化硅、六氯乙烷或者六氯代苯與鋅粉混合均勻的基礎(chǔ)上，加入到氯丁橡膠中，再次混合均勻。

4)造粒及干燥：選用30目的篩子，造粒，并放在50℃干燥箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)。

實(shí)施例6

3)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)前先干燥藥劑，然后按照一定配比稱量藥劑，氧化劑(聚氯乙烯，40g～60g)，可燃劑(鎂粉，30g～50g)，粘合劑(天然橡膠，4g～8g)，功能添加劑(二氧化硅,15g～25g)。

4)二氧化硅的表面處理：按照硝化棉與二氧化硅的質(zhì)量比為1：4的值來(lái)處理二氧化硅，先用丙酮來(lái)溶解硝化棉，待其溶解后；再加入二氧化硅，然后使用超聲波超聲20min；再機(jī)械攪拌30min，同時(shí)設(shè)置加熱溫度為60℃，促進(jìn)丙酮的揮發(fā)，最后造粒，干燥。

3)藥劑的混合：在處理好的二氧化硅、聚氯乙烯與鎂粉混合均勻的基礎(chǔ)上，加入到天然橡膠中，再次混合均勻。

4)造粒及干燥：選用30目的篩子，造粒，并放在50℃干燥箱內(nèi)干燥兩個(gè)小時(shí)。

對(duì)比表實(shí)施例1～4：測(cè)試結(jié)果如圖2～5，A1～D1表示靠近紅外光源，A2～D2表示靠近檢測(cè)儀器，從圖上直觀可以看出前后透過(guò)率差距，因其煙幕中粒子具有散射性能，在中遠(yuǎn)距離上，煙幕材料中粒子的前向折射率較大，且使用球形煙幕粒子時(shí)，表現(xiàn)為良好的前向色散特性，這樣距離儀器遠(yuǎn)的煙幕因?yàn)樯⑸渥饔茫廨椛鋸?qiáng)度衰減相對(duì)更多，從而在透過(guò)率譜圖上直觀看出前后的差距，用于單向透射煙幕材料之中從而說(shuō)明1250目玻璃態(tài)的二氧化硅能夠作為主干擾藥劑運(yùn)用到中遠(yuǎn)距離的紅外單透射煙幕。

對(duì)比實(shí)施列5～7：當(dāng)煙幕的主干擾藥劑二氧化硅確定后，其發(fā)煙劑的其他主要成分，對(duì)于整體效果的影響較小小，本發(fā)明提供的發(fā)煙劑可以應(yīng)用于紅外單透射煙幕之中。

單向透視煙幕機(jī)理，單向透視煙幕材料的前向折射率應(yīng)大，使用球形煙幕粒子時(shí)，表現(xiàn)為良好的前向色散特性，在干擾光源的照射下能使煙幕呈現(xiàn)為亮墻；其次，單向透視煙幕材料應(yīng)是一種在紅外波段具有很好前向透射性的光學(xué)材料，在沒(méi)有干擾光源時(shí)，在紅外波段表現(xiàn)為雙向可視；三是單向透視煙幕材料在紅外波段反射率應(yīng)極小，使用干擾光源時(shí)，使其不能影響我方的前視效果。在此基礎(chǔ)上，基于幾種不同晶型的二氧化硅(SiO₂)原料，利用其具有良好的紅外透光和散射性質(zhì)，探索應(yīng)用于單向透射煙幕配方設(shè)計(jì)。最后利用利用OPAG33傅立葉變換紅外遙測(cè)光譜儀測(cè)試其煙幕在中遠(yuǎn)距離內(nèi)，煙幕位置距離變化時(shí)，透過(guò)率譜圖前后有明顯變化。Si0₂粒子具有良好的前向散射性能，衰減特性與粒子的粒徑和形狀有一定的聯(lián)系。

藥劑粒徑的不同，對(duì)煙幕的產(chǎn)生有一定的影響，煙幕的施放形式主要有3種：燃燒型、爆炸型和噴灑型。實(shí)驗(yàn)中為了二氧化硅的有利分散和試驗(yàn)工作的開展，優(yōu)先選擇傳統(tǒng)的燃燒模式來(lái)施放煙幕。同時(shí)產(chǎn)生的煙幕要滿足單向紅外透射煙幕的要求，在可見光波段有很好的遮蔽性能，而在紅外波段具有良好的透過(guò)性。