一种面源型红外干扰弹用可燃箔片及其制备方法与流程

本发明涉及红外干扰技术，具体涉及面源型红外干扰弹用可燃箔片及其制备方法。

背景技术：

1、随着红外成像和光谱识别等现代光电子技术的不断发展，推动了新型红外探测与红外制导技术快速发展和完善，红外制导导弹逐步显示出其特有的优势以及巨大的作战威力。这些制导武器对预定目标的命中率和打击力度有大幅提高，在现代化战争中，作战飞机、船舰、装甲车以及其他地面工事等可能受到精确制导武器的严重威胁，红外制导导弹己经成为作战飞机和船舰等作战设施设备最具威胁性的“敌人”。面对现代战场中军事目标生存所面临的严峻形势，以仿形诱饵作为假目标干扰敌方探测与制导的无源干扰技术日益得到重视，可以预计未来红外诱饵必将针对性地采用先进对抗技术并不断更新换代。

2、红外干扰弹材料作为装备诱饵具有非常重要的作用，该材料可以用来掩盖飞机等作战武器通过某一特定区域的路径以分散防空火力，防止防空炮火攻击。传统的点源式红外干扰弹材料是由镁(mg)、聚四氟乙烯(ptfe)及氟橡胶(viton)组成的红外烟火药剂，目前生产镁-聚四氟乙烯混合物的方法需要使用对环境污染较大且易燃的溶剂。如在已知的方法中，该混合物是通过使用丙酮或甲乙酮的溶剂蒸发将粘合剂沉积在混合物上，将混合物干燥后通过压制或挤压固化制成药剂，而丙酮和甲乙酮是易燃的，因此所用材料及生产工艺极具危险性，也不利于环保。另外，在实际应用时，红外干扰弹材料需要具备燃烧响应时间快、燃烧温度和时间符合要求等特点，多数点源式红外干扰弹材料燃烧时间短、燃烧温度低，无法满足实际需求。

3、而德国早期发明了一种能产生高强度红外辐射的可燃箔条弹，用来干扰来袭的红外制导导弹，使其偏离目标。该干扰弹是在薄纸或金属箔涂覆聚氯乙烯胶、邻苯二甲酸二辛脂软化剂、可燃剂和分散剂制成，可燃剂常用镁粉、铝粉或赤磷粉。美国专利usp4624186介绍了一种复合干扰材料，以金属箔片作为基底，在其表面压上一层燃烧软膏，通过调整软膏中可燃材料的多少来控制燃速，可同时对红外、毫米波起到干扰作用；美国专利usp6013144介绍了另一种复合材料，以碳纤维作为基底，在其表面以蒸汽积淀的方式充分镀覆一种可自燃的涂层。这种自燃涂层在持续燃烧过程中可提供红外辐射，并通过调整配方组成改变红外辐射强度和波长，是一种可控性较高的诱饵材料；美国专利usp6193814b1介绍了一种新型工艺的复合材料，它以镀锡马口铁作为基底，在其表面镀覆活性金属涂层，在隔氧条件下加热至700～900℃时形成一种可自燃复合材料。

4、由此可以看出，现有技术中直接使用的空气中可自燃的原材料进行生产加工，导致生产工艺复杂，加工过程较危险。因此，危险性小、环保且能够兼具燃烧时间长和燃烧温度高的诱饵材料亟待研发。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中生产装备诱饵过程中生产材料及工艺极具危险性、不利于环保，同时得到的诱饵燃烧时间短、燃烧温度低的不足之处，本发明提供一种面源型红外干扰弹用可燃箔片及其制备方法。

2、发明构思

3、研究表明，可燃箔片是目前实现红外面源对抗的新一代干扰材料，能在空气中迅速自燃，本发明根据面源型红外诱饵弹的实际需求，研制热辐射温度可达1300k以上，起燃时间≤1.0s，且适应红外干扰弹装配要求的可燃箔片。

4、为实现上述目的，本发明提供的技术解决方案如下。

5、一种面源型红外干扰弹用可燃箔片，其特殊之处在于：包括金属箔片以及涂覆于金属箔片表面的的混合物，所述混合物包括胶黏剂、引燃剂和燃烧剂；所述胶黏剂包括硅酸盐；所述引燃剂为在空气中能够自燃的材料。

6、进一步地，所述引燃剂为镍铝合金或铁铝合金通过强碱溶液活化形成，镍铝合金或铁铝合金中铝占比为30wt.％-60wt.％；所述镍铝合金/铁铝合金和燃烧剂的质量比为1:(0.1-0.5)。镍铝合金或铁铝合金中的铝含量太少，会导致形成的引燃剂放热量太少，无法引燃；铝含量太高时，胶黏剂硅酸钠或硅酸甲为强碱弱酸盐，两者会反应产气，致使胶料呈果冻状，无法涂覆。

7、进一步地，所述胶黏剂还包括粘性增强剂，粘性增强剂为三聚磷酸钠、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、甲基纤维素等中的一种或几种；所述硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾中的一种或两种，其模数为2.0-3.4；所述燃烧剂包括镁、锌、钛、硼中的一种或几种组成的合金粉，其中杂质含量小于总质量的20％。其中，硅酸盐的模数优选2.0-3.4，模数太高，会导致胶黏剂的粘度过高，难以涂覆到金属箔片上，模数太低，硅酸钠或硅酸钾的碱性过高，容易和铁铝合金反应，且会导致胶黏剂的粘度降低。粘性增强剂用于提高胶黏剂的粘性，提高可燃箔片的稳定性。

8、进一步地，所述引燃剂为铁铝合金通过naoh溶液活化形成，燃烧剂为镁；所述胶黏剂为硅酸钠，粘性增强剂为三聚磷酸钠。

9、同时，本发明还提供一种面源型红外干扰弹用可燃箔片制备方法，包括以下步骤：

10、步骤1)制备合金浆料

11、将胶黏剂和含能合金粉混合均匀得到合金浆料；所述胶黏剂为硅酸盐水溶液，含能合金粉包括引燃剂原料和燃烧剂；

12、步骤2)涂覆和焙烧

13、步骤2.1)将步骤1)所得含能浆料均匀涂覆于金属箔片表面，干燥去除含能浆料的水分；

14、步骤2.2)在惰性气氛条件下焙烧金属箔片，冷却至室温备用；

15、步骤3)将步骤2)所得金属箔片浸入强碱溶液中使得引燃剂原料活化形成引燃剂，活化完成后取出用水清洗并进行真空干燥，得到可燃箔片，将可燃箔片保存于惰性气氛手套箱内。

16、进一步地，步骤2.1)中，干燥温度≤60℃，干燥时间≤1h；干燥后还包括根据不同需求对金属箔片进行裁剪；步骤2.2)中，焙烧温度为400℃-700℃，焙烧时间10min-60min，焙烧气氛为氮气。其中，焙烧温度过低，硅酸盐发泡不充分，含能合金粉的粘附性不能达到要求；焙烧温度过高，由于高温烧结，会导致金属箔片上的含能合金粉表层剥落，因此优选400℃-700℃效果较好。

17、进一步地，步骤1)具体为：

18、步骤1.1)将硅酸盐，或者硅酸盐和粘性增强剂溶解于水中，配制成质量浓度为20wt.％-30wt.％的硅酸盐水溶液作为胶黏剂；所述硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾中的一种或两种，硅酸钠或硅酸钾的模数为2.0-3.4；所述粘性增强剂为三聚磷酸钠、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、甲基纤维素等中的一种或几种，粘性增强剂在胶黏剂中的占比为0.5wt.％-1.0wt.％；

19、步骤1.2)称取引燃剂原料和燃烧剂并混合，配制得到引燃剂原料和燃烧剂质量比为1:(0.1-0.5)的含能合金粉；

20、步骤1.3)将胶黏剂和含能合金粉混合均匀，得到固含量为50wt.％-80wt.％的合金浆料，固含量指含能合金粉占合金浆料的质量比。

21、进一步地，步骤1.2)中，所述引燃剂原料为镍铝合金或铁铝合金粉，粒度≤90μm，其中铝占比为30wt.％-60wt.％；所述燃烧剂包括镁、锌、钛、硼中的一种或几种组成的合金粉，粒度≤90μm，其中杂质含量小于总质量的20％。

22、进一步地，步骤3)中，所述强碱溶液为20wt.％-40wt.％的naoh溶液，活化时间为10min-30min，活化温度为50℃-100℃；所述真空干燥温度为150℃-300℃，干燥时间为0.5h-3.0h。其中，强碱溶液还可以是氢氧化钾或其他强碱溶液。

23、进一步地，步骤1.1)中，所述硅酸盐为硅酸钠，所述粘性增强剂为三聚磷酸钠，三聚磷酸钠在胶黏剂中的占比为1.0wt.％，配制25wt.％的硅酸钠水溶液；

24、步骤1.2)中，所述引燃剂原料为铁铝合金，其中，铝的质量占比为50wt.％，燃烧剂为镁，所述引燃剂原料和燃烧剂质量比为1:0.25；

25、步骤1.3)中，所述固含量为60wt.％；

26、步骤2.2)中，所述惰性气氛为氮气气氛，焙烧温度为600℃，焙烧时间为30min；

27、步骤3)中，naoh溶液的质量浓度为30％，活化时间为20min，所述惰性气氛为氮气或氦气，惰性气氛手套箱中的氧含量和水含量均不大于100ppm。其中，naoh溶液浓度、活化时间、活化温度相互配合进行活化反应，可以达到较好的活化效果，如果naoh溶液浓度过高、活化温度过高、活化时间过长，会导致活化反应过度，使得引燃剂和燃烧剂脱落；naoh溶液浓度较小、时间较短和/或温度较低，活化反应不足，活化产生的引燃剂可能不足，引燃效果无法满足要求。

28、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

29、1、本发明制备的可燃箔片创新性的提出了“引燃剂”和“燃烧剂”双组元体系的发明理念，使其遇空气能够迅速氧化放热发生自燃，符合红外诱饵材料快速起燃的要求。

30、2、本发明的燃烧剂引入含能金属粉，使得制备得到的可燃箔片具有良好的燃烧发火特性，能提供较为理想的红外辐射能量，且燃烧过程中只有轻微火花或无火花迸射，符合冷光燃烧的要求。

31、3、本发明充分利用引燃剂原料的合金组分经强碱溶液活化后，形成的多孔镍或多孔铁具有快速反应能力，通过特定比例配制的引燃剂和燃烧剂相配合，既能快速引燃，又能同时保证燃烧的持续时间和燃烧温度。

32、4、本发明充分利用了胶黏剂中粘性增强剂的促进作用，使制备得到的可燃箔片中含能金属粉与箔片之间的粘附性强，使用耐久性优异。

33、5、本发明的制备方法采用较为简便的涂覆活化法，是一种可操作性强、实用性高且作用效果理想的制备工艺，具有非常广泛的推广应用前景。将胶黏剂和含能合金粉混合，涂布在金属箔片上后，再通过活化得到引燃剂，因此，活化之前的加工步骤中不含易燃材料，加工过程安全环保。

34、6、本发明中对引燃剂原料和燃烧剂的粒度进一步进行限制，优选粒度范围小于等于90μm，进一步提高燃烧的速度。