Al、CdS粒子的制备及雷达波吸收性能分析

张瑞刚　苏青林

摘 要：采用超声法在铝片表面生成CdS粒子，成功制备了Al/CdS复合粒子。采用X射线衍射仪（XRD）对复合粒子的结构进行了表征，同时，测定了复合粒子的雷达波吸收率。研究结果表明，CdS包覆后的铝粉有较好的雷达波吸收能力，吸收峰值为-9.9 dB，出现在2～18 GHz波段。

关键词：Al/CdS；雷达波；吸收性能；红外发射率

中图分类号：TB334 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0123-02

金属铝粉有红外发射率低、价廉、易得等特点，但是，金属铝粉易氧化，会严重影响其红外隐身效果。由于微米级铝粉价廉、易得、红外性能优越，所以，它一直是红外隐身金属填料的首选材料。但是，金属粉末的高反射性对雷达、激光和可见光有“显形”作用。CdS粒子作为一种半导体材料，对可见光和雷达波波段有较好的吸收效果，并且在红外波段有红外透明特点。选择在铝片表面包覆一层红外透明半导体材料CdS制备出的Al/CdS复合功能粒子，可以防止铝粉裸露在空气中被进一步氧化，且氧化后铝粉的红外发射率在0.85以上，但却严重影响了铝粉的红外发射率性能。此外，Al/CdS复合粒子有可能复合包覆层CdS粒子的雷达波吸收性能，从而使Al/CdS粒子具有红外和雷达的双重性能，对红外和雷达性能的复合具有重要意义。

本文通过超声法的高温、高压作用，在铝粉表面生成一层CdS薄膜，制备出Al/CdS功能粒子，并在分析复合粒子红外发射率性能的基础上，进一步分析Al/CdS功能粒子的雷达波吸收性能。

1 实验

1.1 实验药品

铝粉（分析纯），天津市科密欧化学试剂有限公司；硫代乙酰胺（分析纯），天津市大茂化学试剂厂；醋酸锌（分析纯），天津市大茂化学试剂厂。

1.2 粉体制备

1 g铝粉、1 mL一定浓度的SDBS溶液，在超声的作用下分散在 100 mL的水中；添加 2.75 g醋酸铬（Cd（Ac）2·2H2O），超声 20 min，使其完全溶解；添加 1 g 硫代乙酰胺（TAA）后继续超声，4 h 后反应结束；用去离子水洗涤多次，真空干燥12 h后完成粉体的制备。将制备好的粉体与稀释后的环氧树脂均匀混合后喷涂到300 mm×300 mm的铝板上，厚度为5 mm，用于雷达波吸收性能测试。

1.3 粉体表征

物相分析和纯度测定用X射线衍射仪（D/Max rB 型）进行分析。采用S302远红外发射率测试仪，在恒温 34.0℃的条件下，测试 Al（Al/CdS）在 5～14 ?m 远红外波段范围内的发射率。采用AV3629型矢量网络分析仪，在室温环境下，用弓形测试法测试Al/CdS试样的雷达波吸收性能。

2 结果与讨论

2.1 Al/CdS复合粒子的XRD性能表征

在图1中，粉体的XRD谱图显示2θ衍射角位于24.8°、26.5°和28.44°处，分别对应于CdS的（110）、（002）和（101）晶面。2θ衍射角位于38.35°、44.9°、65.25°和78.2°处，分别对应Al面心立方结构的（111）、（200）、（220）和（311）晶面。这说明，粉体中包含CdS粒子组分。

2.2 Al/CdS粒子的SEM图分析

通过扫描电子显微镜（SEM）测试，观察CdS包覆前后铝粉的形貌，原铝粉和CdS包覆后铝粉的SEM图如图2所示。从图2高倍SEM图中可以看出，纯铝粉表面比较光滑，图3中CdS包覆后的铝粉表面明显比图2中纯铝粉表面粗糙，有明显的包覆层存在。结合粉体的XRD测试结果表明，在铝粉表面的确有CdS包覆层存在，并且包覆后粒子分散性较好。

从图4中Al/CdS的雷达波吸收率测试结果中可以看出，在2～18 GHz波段范围内的最强吸收峰为-9.9 dB，具有一定的雷达波吸收能力。结合文献中提到的Al/CdS复合粒子的红外低发射率可知，Al/CdS粒子复合了铝粉红外低发射率和Cd半导体雷达波高吸收率的性能。

3 结论

利用超声法在高温、高压的作用下，在铝粉表面成功包覆了CdS层。XRD测试结果表明，制备的样品中有明显的CdS峰出现，样品中含有CdS粒子。红外发射率测试结果表明，包覆前，铝片的红外发射率为0.786，包覆后，Al/CdS粒子的红外发射率为0.58，红外发射率性能得到了明显的改善，降低了近0.2.这说明，CdS包覆层使铝粉有很好的抗氧化效果。雷达波性能测试表明，在2～18 GHz波段范围内的最强吸收峰为-9.9 dB，具有一定的雷达波吸收能力。上述结果表明，Al/CdS粒子复合了铝片和CdS粒子的性能，具有雷达红外兼容隐身的能力。

参考文献

[1]王岩，冯玉洁，刘延坤.隐身技术与隐身材料研究进展[J].化学工程，2006，132（9）：43-47.

[2]张帆，王建营，杜海燕.红外伪装涂料研究进展[J].化学与粘合，2004（2）：87-91.

[3]苏青林.微米Al/PS复合粒子的制备及红外发射率性能分析[J].红外技术，2010，32（10）：576-578.

[4]董延茂.纳米CdS材料的研究与应用进展[J].功能材料与器件学报，2006，12（2）：164-169.

作者简介：张瑞刚（1984—），男，工程师，主要从事电磁防护技术方面的研究。

〔编辑：白洁〕

Abstract： CdS particles generated by ultrasonic method in the aluminum surface， successfully prepared Al/CdS composite particles. X-ray diffraction（XRD）on the structure of the composite particles was characterized simultaneously measured radar absorption rate of the composite particles. The results show that after coating aluminum CdS radar has a good absorption capacity， the absorption peak at -9.9 dB， appeared in 2 ～ 18 GHz band.

Key words： Al/CdS； radar； absorption； infrared emissivityendprint

摘 要：采用超声法在铝片表面生成CdS粒子，成功制备了Al/CdS复合粒子。采用X射线衍射仪（XRD）对复合粒子的结构进行了表征，同时，测定了复合粒子的雷达波吸收率。研究结果表明，CdS包覆后的铝粉有较好的雷达波吸收能力，吸收峰值为-9.9 dB，出现在2～18 GHz波段。

关键词：Al/CdS；雷达波；吸收性能；红外发射率

中图分类号：TB334 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0123-02

金属铝粉有红外发射率低、价廉、易得等特点，但是，金属铝粉易氧化，会严重影响其红外隐身效果。由于微米级铝粉价廉、易得、红外性能优越，所以，它一直是红外隐身金属填料的首选材料。但是，金属粉末的高反射性对雷达、激光和可见光有“显形”作用。CdS粒子作为一种半导体材料，对可见光和雷达波波段有较好的吸收效果，并且在红外波段有红外透明特点。选择在铝片表面包覆一层红外透明半导体材料CdS制备出的Al/CdS复合功能粒子，可以防止铝粉裸露在空气中被进一步氧化，且氧化后铝粉的红外发射率在0.85以上，但却严重影响了铝粉的红外发射率性能。此外，Al/CdS复合粒子有可能复合包覆层CdS粒子的雷达波吸收性能，从而使Al/CdS粒子具有红外和雷达的双重性能，对红外和雷达性能的复合具有重要意义。

本文通过超声法的高温、高压作用，在铝粉表面生成一层CdS薄膜，制备出Al/CdS功能粒子，并在分析复合粒子红外发射率性能的基础上，进一步分析Al/CdS功能粒子的雷达波吸收性能。

1 实验

1.1 实验药品

铝粉（分析纯），天津市科密欧化学试剂有限公司；硫代乙酰胺（分析纯），天津市大茂化学试剂厂；醋酸锌（分析纯），天津市大茂化学试剂厂。

1.2 粉体制备

1 g铝粉、1 mL一定浓度的SDBS溶液，在超声的作用下分散在 100 mL的水中；添加 2.75 g醋酸铬（Cd（Ac）2·2H2O），超声 20 min，使其完全溶解；添加 1 g 硫代乙酰胺（TAA）后继续超声，4 h 后反应结束；用去离子水洗涤多次，真空干燥12 h后完成粉体的制备。将制备好的粉体与稀释后的环氧树脂均匀混合后喷涂到300 mm×300 mm的铝板上，厚度为5 mm，用于雷达波吸收性能测试。

1.3 粉体表征

物相分析和纯度测定用X射线衍射仪（D/Max rB 型）进行分析。采用S302远红外发射率测试仪，在恒温 34.0℃的条件下，测试 Al（Al/CdS）在 5～14 ?m 远红外波段范围内的发射率。采用AV3629型矢量网络分析仪，在室温环境下，用弓形测试法测试Al/CdS试样的雷达波吸收性能。

2 结果与讨论

2.1 Al/CdS复合粒子的XRD性能表征

在图1中，粉体的XRD谱图显示2θ衍射角位于24.8°、26.5°和28.44°处，分别对应于CdS的（110）、（002）和（101）晶面。2θ衍射角位于38.35°、44.9°、65.25°和78.2°处，分别对应Al面心立方结构的（111）、（200）、（220）和（311）晶面。这说明，粉体中包含CdS粒子组分。

2.2 Al/CdS粒子的SEM图分析

通过扫描电子显微镜（SEM）测试，观察CdS包覆前后铝粉的形貌，原铝粉和CdS包覆后铝粉的SEM图如图2所示。从图2高倍SEM图中可以看出，纯铝粉表面比较光滑，图3中CdS包覆后的铝粉表面明显比图2中纯铝粉表面粗糙，有明显的包覆层存在。结合粉体的XRD测试结果表明，在铝粉表面的确有CdS包覆层存在，并且包覆后粒子分散性较好。

从图4中Al/CdS的雷达波吸收率测试结果中可以看出，在2～18 GHz波段范围内的最强吸收峰为-9.9 dB，具有一定的雷达波吸收能力。结合文献中提到的Al/CdS复合粒子的红外低发射率可知，Al/CdS粒子复合了铝粉红外低发射率和Cd半导体雷达波高吸收率的性能。

3 结论

利用超声法在高温、高压的作用下，在铝粉表面成功包覆了CdS层。XRD测试结果表明，制备的样品中有明显的CdS峰出现，样品中含有CdS粒子。红外发射率测试结果表明，包覆前，铝片的红外发射率为0.786，包覆后，Al/CdS粒子的红外发射率为0.58，红外发射率性能得到了明显的改善，降低了近0.2.这说明，CdS包覆层使铝粉有很好的抗氧化效果。雷达波性能测试表明，在2～18 GHz波段范围内的最强吸收峰为-9.9 dB，具有一定的雷达波吸收能力。上述结果表明，Al/CdS粒子复合了铝片和CdS粒子的性能，具有雷达红外兼容隐身的能力。

参考文献

[1]王岩，冯玉洁，刘延坤.隐身技术与隐身材料研究进展[J].化学工程，2006，132（9）：43-47.

[2]张帆，王建营，杜海燕.红外伪装涂料研究进展[J].化学与粘合，2004（2）：87-91.

[3]苏青林.微米Al/PS复合粒子的制备及红外发射率性能分析[J].红外技术，2010，32（10）：576-578.

[4]董延茂.纳米CdS材料的研究与应用进展[J].功能材料与器件学报，2006，12（2）：164-169.

作者简介：张瑞刚（1984—），男，工程师，主要从事电磁防护技术方面的研究。

〔编辑：白洁〕

Abstract： CdS particles generated by ultrasonic method in the aluminum surface， successfully prepared Al/CdS composite particles. X-ray diffraction（XRD）on the structure of the composite particles was characterized simultaneously measured radar absorption rate of the composite particles. The results show that after coating aluminum CdS radar has a good absorption capacity， the absorption peak at -9.9 dB， appeared in 2 ～ 18 GHz band.

Key words： Al/CdS； radar； absorption； infrared emissivityendprint

摘 要：采用超声法在铝片表面生成CdS粒子，成功制备了Al/CdS复合粒子。采用X射线衍射仪（XRD）对复合粒子的结构进行了表征，同时，测定了复合粒子的雷达波吸收率。研究结果表明，CdS包覆后的铝粉有较好的雷达波吸收能力，吸收峰值为-9.9 dB，出现在2～18 GHz波段。

关键词：Al/CdS；雷达波；吸收性能；红外发射率

中图分类号：TB334 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0123-02

金属铝粉有红外发射率低、价廉、易得等特点，但是，金属铝粉易氧化，会严重影响其红外隐身效果。由于微米级铝粉价廉、易得、红外性能优越，所以，它一直是红外隐身金属填料的首选材料。但是，金属粉末的高反射性对雷达、激光和可见光有“显形”作用。CdS粒子作为一种半导体材料，对可见光和雷达波波段有较好的吸收效果，并且在红外波段有红外透明特点。选择在铝片表面包覆一层红外透明半导体材料CdS制备出的Al/CdS复合功能粒子，可以防止铝粉裸露在空气中被进一步氧化，且氧化后铝粉的红外发射率在0.85以上，但却严重影响了铝粉的红外发射率性能。此外，Al/CdS复合粒子有可能复合包覆层CdS粒子的雷达波吸收性能，从而使Al/CdS粒子具有红外和雷达的双重性能，对红外和雷达性能的复合具有重要意义。

本文通过超声法的高温、高压作用，在铝粉表面生成一层CdS薄膜，制备出Al/CdS功能粒子，并在分析复合粒子红外发射率性能的基础上，进一步分析Al/CdS功能粒子的雷达波吸收性能。

1 实验

1.1 实验药品

铝粉（分析纯），天津市科密欧化学试剂有限公司；硫代乙酰胺（分析纯），天津市大茂化学试剂厂；醋酸锌（分析纯），天津市大茂化学试剂厂。

1.2 粉体制备

1 g铝粉、1 mL一定浓度的SDBS溶液，在超声的作用下分散在 100 mL的水中；添加 2.75 g醋酸铬（Cd（Ac）2·2H2O），超声 20 min，使其完全溶解；添加 1 g 硫代乙酰胺（TAA）后继续超声，4 h 后反应结束；用去离子水洗涤多次，真空干燥12 h后完成粉体的制备。将制备好的粉体与稀释后的环氧树脂均匀混合后喷涂到300 mm×300 mm的铝板上，厚度为5 mm，用于雷达波吸收性能测试。

1.3 粉体表征

物相分析和纯度测定用X射线衍射仪（D/Max rB 型）进行分析。采用S302远红外发射率测试仪，在恒温 34.0℃的条件下，测试 Al（Al/CdS）在 5～14 ?m 远红外波段范围内的发射率。采用AV3629型矢量网络分析仪，在室温环境下，用弓形测试法测试Al/CdS试样的雷达波吸收性能。

2 结果与讨论

2.1 Al/CdS复合粒子的XRD性能表征

在图1中，粉体的XRD谱图显示2θ衍射角位于24.8°、26.5°和28.44°处，分别对应于CdS的（110）、（002）和（101）晶面。2θ衍射角位于38.35°、44.9°、65.25°和78.2°处，分别对应Al面心立方结构的（111）、（200）、（220）和（311）晶面。这说明，粉体中包含CdS粒子组分。

2.2 Al/CdS粒子的SEM图分析

通过扫描电子显微镜（SEM）测试，观察CdS包覆前后铝粉的形貌，原铝粉和CdS包覆后铝粉的SEM图如图2所示。从图2高倍SEM图中可以看出，纯铝粉表面比较光滑，图3中CdS包覆后的铝粉表面明显比图2中纯铝粉表面粗糙，有明显的包覆层存在。结合粉体的XRD测试结果表明，在铝粉表面的确有CdS包覆层存在，并且包覆后粒子分散性较好。

从图4中Al/CdS的雷达波吸收率测试结果中可以看出，在2～18 GHz波段范围内的最强吸收峰为-9.9 dB，具有一定的雷达波吸收能力。结合文献中提到的Al/CdS复合粒子的红外低发射率可知，Al/CdS粒子复合了铝粉红外低发射率和Cd半导体雷达波高吸收率的性能。

3 结论

利用超声法在高温、高压的作用下，在铝粉表面成功包覆了CdS层。XRD测试结果表明，制备的样品中有明显的CdS峰出现，样品中含有CdS粒子。红外发射率测试结果表明，包覆前，铝片的红外发射率为0.786，包覆后，Al/CdS粒子的红外发射率为0.58，红外发射率性能得到了明显的改善，降低了近0.2.这说明，CdS包覆层使铝粉有很好的抗氧化效果。雷达波性能测试表明，在2～18 GHz波段范围内的最强吸收峰为-9.9 dB，具有一定的雷达波吸收能力。上述结果表明，Al/CdS粒子复合了铝片和CdS粒子的性能，具有雷达红外兼容隐身的能力。

参考文献

[1]王岩，冯玉洁，刘延坤.隐身技术与隐身材料研究进展[J].化学工程，2006，132（9）：43-47.

[2]张帆，王建营，杜海燕.红外伪装涂料研究进展[J].化学与粘合，2004（2）：87-91.

[3]苏青林.微米Al/PS复合粒子的制备及红外发射率性能分析[J].红外技术，2010，32（10）：576-578.

[4]董延茂.纳米CdS材料的研究与应用进展[J].功能材料与器件学报，2006，12（2）：164-169.

作者简介：张瑞刚（1984—），男，工程师，主要从事电磁防护技术方面的研究。

〔编辑：白洁〕

Abstract： CdS particles generated by ultrasonic method in the aluminum surface， successfully prepared Al/CdS composite particles. X-ray diffraction（XRD）on the structure of the composite particles was characterized simultaneously measured radar absorption rate of the composite particles. The results show that after coating aluminum CdS radar has a good absorption capacity， the absorption peak at -9.9 dB， appeared in 2 ～ 18 GHz band.

Key words： Al/CdS； radar； absorption； infrared emissivityendprint