纳米量级ZnO涂层目标的光学特性研究
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摘要
本文主要研究纳米量级ZnO涂层目标的光学特性。在理论上，阐述了激光目标反射特性的相关理论，包括激光雷达截面积(LRCS)，激光面散射理论，温度场与粗糙度之间的关系。在试验上，完成了纳米涂层的设计及制作：借鉴国内外学者研制的各种激光散射、反射测量系统，搭建了自己的实验平台：完成了纳米ZnO涂层散射特性的测量，并对涂层各影响因素进行了探讨。本文目的在于通过纳米涂层光学特性的测量，找到优于常规材料的地方，为纳米材料的实际应用提供实验依据。测量结果表明，采用粘接剂与纳米颗粒复合的方法来制作涂层，完全可行。经过后续改进，可以实现优良的吸波涂层。
The optic characteristic of nano-ZnO coating to laser signal is studied in this thesis. Our study theoretically introduced the related theories of the characteristic of laser signal reflected from target, including the theory of laser radar cross section (LRCS), the theory of laser surface scattering and the relationship between temperature field and roughness of surface. On the experiment, we fulfilled nano-coating's design and execution, made ourselves' experimental platform, which was referenced on absent various laser scattering and reflecting measuring system made by scholars inland and overseas, fulfilled the measuring of nano-ZnO coating's scattering characteristic to laser signal, and theoretically analyzed various effects to coating. The intension of this thesis is to through measuring the optic characteristic of nano-coating, find the more excellent point compare with routine materials, and provide the experimental basis for application of nano-materials. The measuring result indicated that it is viable to preparation the coating in the way of compounding the adhesive and nano-particulate. If keeping improved, it can be successfully used in wave absorbing field.
The optic characteristic of nano-ZnO coating to laser signal is studied in this thesis. Our study theoretically introduced the related theories of the characteristic of laser signal reflected from target, including the theory of laser radar cross section (LRCS), the theory of laser surface scattering and the relationship between temperature field and roughness of surface. On the experiment, we fulfilled nano-coating's design and execution, made ourselves' experimental platform, which was referenced on absent various laser scattering and reflecting measuring system made by scholars inland and overseas, fulfilled the measuring of nano-ZnO coating's scattering characteristic to laser signal, and theoretically analyzed various effects to coating. The intension of this thesis is to through measuring the optic characteristic of nano-coating, find the more excellent point compare with routine materials, and provide the experimental basis for application of nano-materials. The measuring result indicated that it is viable to preparation the coating in the way of compounding the adhesive and nano-particulate. If keeping improved, it can be successfully used in wave absorbing field.
引文
1 朱屯．王福明，王习东等，国外纳米材料技术进展与应用，化学工业出版社，2002
2 王世敏，许祖勋，傅晶，纳米材料制备技术．化学工业出版社，2002
3 张立德，牟季美，纳米材料和纳米结构，科学出版社，2001
4 李玲，向航，功能材料与纳米技术，化学工业出版社，2002
5 徐国财，张立德，纳米复合材料，化学工业出版社，2002
6 胡传炘，热喷涂原理及应用，中国科学技术出版社，1994
7 陈文威等，金属表面涂层技术及应用，人民交通出版社，1996
8 陈学定，韩文政，金属涂层技术，机械工业出版社，1994
9 胡传炘，宋幼慧，涂层技术原理及应用，化学工业出版社，2000
10 曹阳，结构与材料，高等教育出版社，2003
11 王海，雷达吸波材料的研究现状和发展方向，上海航天，1999(1)：55-59
12 宋宏文，刘继光，纳米涂层的应用及进展，机械2002(4)：69-71
13 付伟，飞机的光电隐身技术，电光与控制，2002(2)：7-10
14 董峰亮，李栋梁，邹炳锁，樊海明，纳米材料技术在涂料中的应用，合成材料老化与应用．2002(3)：19-22
15 焦恒，罗发，周万城，Si／C／N纳米粉体的吸波特性研究，无机材料学报，2002(5)：595-598
16 曹莹，孙克宁，周育红，周德瑞，纳米雷达吸波涂层的研制，2002(6)：10-11
17 高长有，杨柏，沈家骢，有机硅耐磨涂层的制备及性能研究，功能材料，1994(4)：313-316
18 张卫东，冯小云，孟秀兰，国外隐身材料研究进展，宇航材料工艺，2000(3)：1-4
19 步文博，徐洁，丘泰，吸波材料基础理论的探讨及展望，江苏陶瓷，2001(6)：1-4
20 赵东林，周万城，新型隐身材料的研究和发展，飞机设计，1997(2)：27-31
21 赵东林，周万城，纳米雷达吸收剂的研究和发展，材料工程，1998(5)：3-5
22 Thomas K D, Playa D R, et al. Broadband absorbers of electromagnetic radiation based on aerogel materials and method of making the same. US Patent 5381149,1995
23 航空发动机IC6合金导向叶片NiCrAlY涂层[EB]，WWW.CASNANOAC.CN
24 Viau G, Ravel F, Acher P, Preparation and microwave charactrrization of spherical and monodisperse CoNi particles. J Appl Phys. 1994(10)
25 Mo C M, Yuan Z, Zhang L D,et al. Nanostructured Mater.,2,113(1993)
26 Berthault A, Rousselle D, Zerah G. Magnetic properties of permalloy microparticles. J. of Magnetism & Magnetic Materials,1992;(112)
27 Tabagi H, Ogawa H,Appl.Phys.Lett.,56(24),2379(1990)
28 陈军，激光散射理论及其在计量测试中的应用，激光技术，1996，20(6)：359-365
29 曹根瑞，光散射及其测量，应用激光，5-12
30 丁小白，激光雷达散射截面实验与理论研究，激光技术，1994，18(3)：172-177
31 王少川，激光的反射特性，激光技术，1981，33(9)，9-15
32 郑小兵等，复杂形体目标激光散射特性测量系统的研制，应用激光，1997，17(1)，14-17
33 韩香娥等，大粗糙度表面激光散射特性试验研究，激光技术，1997，21(3)：151-155
34 杨利兵，铝靶激光反射率的动态研究，强激光与粒子束，1994，6(1)：99-106
35 刘绪发等，LY12铝平面靶对1.06μm激光反射率的测量，强激光与粒子束，1992，4(2)：239-244
36 何毅等，粗糙表面激光散射特性的理论研究，光学学报，1997，17(9)：1202-1208
37 刘维等，大型目标模型激光散射态特性的研究，红外与激光技术，1988，(2)：35-42
38 张向东，相位微扰法在粗糙面光散射中的应用，光学学报，1997，17(9)：1242-1246
39 E.Bahar, Full wave theory and controlled optical experiments for enhanced scattering and depolarization by random rough surface, Opt.Commun,1987,63(6):355-360
40 J.M.Soto, Scattering from slightly rough random surfaces, J.Opt.Soc.Am, 1990,7(7): 1185-1201
41 G.S. Agarwal, Interaction of electromagnetic wave at rough dielectric surfaces, Phys.Rev, 1990,15(4):2371-2383
42 Dan G Sporea, Analytical and comptutational models for a laser ratiation field scattered by rough surfaces, Opt Eng,356,1996,1632-1646
43 严瑛白，应用物理光学，清华大学出版社
44 A．石丸，随机介质中波的传播和散射，科学出版社
45 X.E.Han, Z.S.Wu,X.D.Zhang, Automated measurement of scattering intensity, Proc SPIE's Annal symposium Optical Science, Engineering and Instrumentation, San Diego, USA, 1995,(7)2552:531-537
2 王世敏，许祖勋，傅晶，纳米材料制备技术．化学工业出版社，2002
3 张立德，牟季美，纳米材料和纳米结构，科学出版社，2001
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10 曹阳，结构与材料，高等教育出版社，2003
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32 郑小兵等，复杂形体目标激光散射特性测量系统的研制，应用激光，1997，17(1)，14-17
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34 杨利兵，铝靶激光反射率的动态研究，强激光与粒子束，1994，6(1)：99-106
35 刘绪发等，LY12铝平面靶对1.06μm激光反射率的测量，强激光与粒子束，1992，4(2)：239-244
36 何毅等，粗糙表面激光散射特性的理论研究，光学学报，1997，17(9)：1202-1208
37 刘维等，大型目标模型激光散射态特性的研究，红外与激光技术，1988，(2)：35-42
38 张向东，相位微扰法在粗糙面光散射中的应用，光学学报，1997，17(9)：1242-1246
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41 G.S. Agarwal, Interaction of electromagnetic wave at rough dielectric surfaces, Phys.Rev, 1990,15(4):2371-2383
42 Dan G Sporea, Analytical and comptutational models for a laser ratiation field scattered by rough surfaces, Opt Eng,356,1996,1632-1646
43 严瑛白，应用物理光学，清华大学出版社
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