工程科学学报，第38卷，第9期：1296-1299,2016年9月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.9:1296-1299,September 2016 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2016.09.014:http://journals.ustb.edu.cn 低发射率Si0,/Al,O3纳米复合粉体的制备和红外隐 身性能 陈 珂，纪箴，张一帆，贾成厂，杨善武 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 区通信作者，E-mail:jizhen(@mater..ustb.cdu.cm 摘要采用溶胶一凝胶法制备非品态和结晶态两种相结构的SO2/A山，0，纳米复合粉体，通过X射线衍射、透射电子显微镜 等手段对纳米复合粉体结构和形貌进行表征，并利用傅里叶变换红外光谱仪研究纳米复合粉体的红外隐身性能.结果表明： 两种相结构的Si0,/A山，0，纳米复合粉体均呈不规则颗粒状，其中结晶态Si02/山，03纳米复合粉体的平均晶粒尺寸约为18 m:结晶态Si02/Al203纳米复合粉体在2.5~25m波长范围内的红外发射率均低于非晶态复合粉体，3~5m内发射率平 均值为45.65%，8~14μm内发射率平均值为46.19%，是一种低发射率的红外隐身复合纳米材料. 关键词二氧化硅：氧化铝：纳米复合材料：粉体；隐身技术：发射率 分类号T765.5 Preparation and infrared stealth properties of SiO,/Al,O,nanocomposite powders with low emissivity CHEN Ke,JI Zhen,ZHANG Yi-fan,JIA Cheng-chang,YANG Shan-u School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:jizhen@mater.ustb.edu.cn ABSTRACT Crystalline and amorphous SiO2/Al2 O:nanocomposite powders were prepared by a sol-gel method.The structure and morphology of the nanocomposite powders were characterized by X-ay diffraction and transmission electron microscopy,while the in- frared stealth property was detected by Fourier transform infrared spectroscopy spectrometry.The results show that both the nanocom- posite powders have irregular shapes,in which the average grain size of the crystalline one is about 18 nm.The crystalline nanocom- posite powder is a kind of composite nanomaterial with low infrared emissivity,and its average emissivity is 45.65%in 3-5 um and 46.19%in 8-14 um,which are lower than those of the amorphous one in 2.5-25 um. KEY WORDS silicon dioxide:alumina:nanocomposites:powders:stealth technology:emissivity 红外隐身技术是指改变目标的红外辐射特征，降 背景的对比度，达到红外图形迷彩的效果·可 低目标被红外探测器发现概率的一种手段.它包含两 纳米红外隐身材料的颗粒尺寸远小于红外波的波 方面的内容：一是减弱目标的红外辐射强度，使之低于 长，对红外波的透过率比常规材料要强得多，大大减少 红外探测器的灵敏度，以达到对探测器隐身的目的：二 波的反射率：同时其比表面积比块状固体大得多，呈现 是改变目标的红外辐射频率范围，避开大气红外窗口， 特殊的表面效应和体积效应，颗粒的电子状态发生变 或通过控制目标各部分的红外辐射强度，降低目标与 化，使得材料的红外光发射率显著降低.当红外光入 收稿日期：2015-10-30 基金项目：国家重点基础研究发展规划资助项目(2014GB120000):国家自然科学基金资助项目(51471023)工程科学学报，第 38 卷，第 9 期: 1296--1299，2016 年 9 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 9: 1296--1299，September 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 09． 014; http: / /journals． ustb． edu． cn 低发射率 SiO2 /Al2 O3 纳米复合粉体的制备和红外隐 身性能 陈 珂，纪 箴，张一帆，贾成厂，杨善武 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: jizhen@ mater． ustb． edu． cn 摘 要 采用溶胶--凝胶法制备非晶态和结晶态两种相结构的 SiO2 /Al2O3 纳米复合粉体，通过 X 射线衍射、透射电子显微镜 等手段对纳米复合粉体结构和形貌进行表征，并利用傅里叶变换红外光谱仪研究纳米复合粉体的红外隐身性能． 结果表明: 两种相结构的 SiO2 /Al2O3 纳米复合粉体均呈不规则颗粒状，其中结晶态 SiO2 /Al2O3 纳米复合粉体的平均晶粒尺寸约为 18 nm; 结晶态 SiO2 /Al2O3 纳米复合粉体在 2. 5 ～ 25 μm 波长范围内的红外发射率均低于非晶态复合粉体，3 ～ 5 μm 内发射率平 均值为 45. 65% ，8 ～ 14 μm 内发射率平均值为 46. 19% ，是一种低发射率的红外隐身复合纳米材料． 关键词 二氧化硅; 氧化铝; 纳米复合材料; 粉体; 隐身技术; 发射率 分类号 TJ765. 5 Preparation and infrared stealth properties of SiO2 /Al2O3 nanocomposite powders with low emissivity CHEN Ke，JI Zhen ，ZHANG Yi-fan，JIA Cheng-chang，YANG Shan-wu School of Materials Science and Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: jizhen@ mater． ustb． edu． cn ABSTＲACT Crystalline and amorphous SiO2 /Al2O3 nanocomposite powders were prepared by a sol--gel method． The structure and morphology of the nanocomposite powders were characterized by X-ray diffraction and transmission electron microscopy，while the in￾frared stealth property was detected by Fourier transform infrared spectroscopy spectrometry． The results show that both the nanocom￾posite powders have irregular shapes，in which the average grain size of the crystalline one is about 18 nm． The crystalline nanocom￾posite powder is a kind of composite nanomaterial with low infrared emissivity，and its average emissivity is 45. 65% in 3--5 μm and 46. 19% in 8--14 μm，which are lower than those of the amorphous one in 2. 5--25 μm． KEY WOＲDS silicon dioxide; alumina; nanocomposites; powders; stealth technology; emissivity 收稿日期: 2015--10--30 基金项目: 国家重点基础研究发展规划资助项目( 2014GB120000) ; 国家自然科学基金资助项目( 51471023) 红外隐身技术是指改变目标的红外辐射特征，降 低目标被红外探测器发现概率的一种手段． 它包含两 方面的内容: 一是减弱目标的红外辐射强度，使之低于 红外探测器的灵敏度，以达到对探测器隐身的目的; 二 是改变目标的红外辐射频率范围，避开大气红外窗口， 或通过控制目标各部分的红外辐射强度，降低目标与 背景的对比度，达到红外图形迷彩的效果［1--5］． 纳米红外隐身材料的颗粒尺寸远小于红外波的波 长，对红外波的透过率比常规材料要强得多，大大减少 波的反射率; 同时其比表面积比块状固体大得多，呈现 特殊的表面效应和体积效应，颗粒的电子状态发生变 化，使得材料的红外光发射率显著降低． 当红外光入