红外透波材料是指对红外线透过率高的材料,是红外技术的应用基础之一。
目前,红外技术与激光技术并驾齐驱,在军事上占有举足轻重的地位。红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等在现代和未来战争中都是很重要的战术和战略手段。在二十世纪70年代以后,军事红外技术又逐步向民用部门转化。标志红外技术最新成就的红外热成像技术,与雷达、电视一起构成当代三大传感系统,尤其是焦平面列阵技术的采用,将使发展成可与眼睛相媲美的凝视系统。而红外透波材料是红外热成像系统的光学元件的重要材料。
红外透波材料不但要求具有高性能、小体积,还要造价低。高性能主要包括:结构完整、组分均匀以免发生散射,在测量波段内具有高红外透射率;热稳定性好,透射比和折射率不应随温度变化而变化;载流子寿命长,不宜潮解,耐酸碱腐蚀性好;力学性能优良,可以承受高运动的速压载荷等。
红外透波材料的特征值
1 透过率
一般透过率要求在50%以上,同时要求透过率的频率范围要宽。红外透波材料的透射短波限,对于纯晶体,决定于其电子从价带跃迁到导带的吸收,即其禁带宽度。透射长波限决定于声子吸收,和晶格结构及平均原子量有关。
2 折射率和色散
不同材料用途不同,对折射率的要求也不相同。对于窗口和整流罩的材料要求折射率低,以减少反射损失。对于透镜、棱镜、红外光学系统要求尽量高的折射率。
3 发射率
对红外透波材料的发射率要求尽量低,以免增加红外系统的目标特征,特别是军用系统易暴露。
4 其他
和选择其他光学材料一样,都要注意其力学、化学、物理性质,要求温度稳定性好,对水、气稳定,力学性质主要有弹性模量、扭转刚度、泊松比、拉伸强度和硬度。物理性质包括熔点、热导率、膨胀系数及可成型性。此外要强调的物性是材料的热导率要高,特别是用于高速飞行器的时候。
聚四氟乙烯是透红外材料
某些塑料在红外区有良好的透过率,因而称之为透红外塑料。透红外塑料的优点是价格低廉、不溶于水、耐酸碱腐蚀等。常见的透红外塑料有聚四氟乙烯、甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)聚乙烯、高密度聚丙烯、聚四氟乙烯和聚异戊二烯等。
其他的材料如玻璃、晶体、半导体晶体、精钢石、透明陶瓷都属于透红外材料。