低发射率zno红外隐身材料理论和实验的研究

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1、摘要JIJIIlflJIIfFflJIUll／IIIJlrIIIlrIIIJJl／JllY2067127随着红外探测技术的进步，红外隐身材料的发展也越来越快。红外低发射率涂层作为隐身材料的一种，占有非常重要的地位。填料是涂层的主要成分，因此研究探索低发射率填料及影响机理将具有重要的意义。本论文以探索开发低发射率ZnO红外隐身材料为背景进行了理论与实验研究，首先综述了红外隐身材料国内外发展状况，介绍了红外线及红外隐身的基本原理，同时研究了红外吸收与辐射的基本机理。其次，本论文基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法，系统研究了ZnO晶体材料及其半导化掺杂(Sn、A1、Li、Na掺杂)体

2、系的电子结构及布居分析。结果表明，半导化掺杂明显的改善了ZnO晶体材料的导电性能，通过导电性能的比较及发射率的计算可知Na的引入对发射率的改善最大。最后，本论文进行了掺杂ZnO的实验研究，通过XRD、SEM以及发射率测试，讨论了不同掺杂浓度、不同热处理温度对样品红外发射率的影响。关键词：红外隐身掺杂ZnO第一性原理发射率ABSTRACTWiththedevelopmentofinfrareddetectivetechnology,theinfraredstealthymaterialhasmademuchprogress．Asonekindofthestealthymaterials，

3、thecoatingwithlow．．emissivitybecameveryimportantaswell．FillerWasthemaincomponentofcoatings，SOitwasofgreatsignificancetostudytheeffectfactorsandinfluencemechanismonthelow．emissivityfiller．Thisdissertationhasstatedsometheoriesandexperimentalresearchesbasedontheexploitationofinfraredstealthymateria

4、lwithlow-emissivity,ZnOasmainsubstance·ThedevelopmentofinfraredstealthymaterialallOVertheworld，thebasicprinciplesoninfraredrayandinfraredstealth，themechanicsofabsorptionandradiationareintroducedindetail，respectively．Secondly,theelectronicstructureandpopulationanalysisofZnOcrystalandsemi．conducti

5、vitydopedsystemhavebeenstudiedsystematicallybyfirst。principlesbasedondensity-functionaltheory．Theresultsshowthatthesemi-conductivitydopedZnOcrystalhasbetterconductivityperformance．Bycomparingwithconductivityandcalculatingtheemissivity,weobtainthatNadopingmakesagreatcontributiontotheemissivityred

6、uction．Finally,experimentalresearchesondopedZnOhavebeencarriedout．AdiscussionontheeffectsofdifferentdopingconcentrationsandthermalprocessingtemperatureshasbeenmadeafterthemeasurementsofXRD，SEMandemissivity．Keywords：infraredstealthydopedZnOfirst-principlesemissivity第一章绪论1．1引言随着军事高科技的发展，在现代战争中侦察技术

7、起着非常重要的作用。现代侦察技术包括光学观察、红外侦察、雷达侦察以及多波段侦察等，其中红外侦察技术是使用最广泛和最有效的侦察技术之一。红外侦察一般是被动侦察，即利用人体、车辆、飞机等红外辐射特性与背景的不同探测目标，利用红外敏感器件，如红外夜视仪、红外摄影仪、红外热像仪等探测物体，以发现目标或对其实行攻击。在现代战争中，对于军事目标的隐身显得十分重要，例如美国的F．117【IJ隐型轰炸机、B．2战略轰炸机【21、F．22【3】超音速隐形战斗机的