2-1- کاربرد پوشش های آلی با خواص مادون قرمز. 7
2-2- مثال­هایی از پوشش ­هایی با خواص بازتاب مادون قرمز. 8
2-2-1- پوشش ­هایی با بازتاب در مادون قرمز حرارتی.. 8
2-2-2- پوشش ­های جمع کننده گرمای خورشیدی.. 8
2-2-3- پوشش ­هایی که با اشعه مادون قرمز پخت می شوند. 9
2-3- استتار. 9
2-3-1- هدف از استتار. 10
2-3-2- استتار مادون قرمز(IR) 10
2-4- تشعشعات مادون قرمز. 11
2-4-1- قاعده کلی تفرق تابش نور. 11
2-5- گستره امواج الکترومغناطیسی.. 12
2-6- ناحیه مادون قرمز. 12
2-7- وسایل دیده بانی و آشکارسازها 13
2-8- خصوصیات انعکاسی از محیط­های مختلف… 15
2-9- پوشش های استتاری.. 18
2-9-1- پوشش ­هایی برای نواحی بیشه و جنگلی.. 18
2-9-2- پوشش ­هایی برای نواحی بیابانی.. 23
2-9-3- پوشش ­هایی برای محیط­های اقیانوسی.. 23
2-10- خواص مواد اولیه با کارآیی مادون قرمز نزدیک… 27
2-10-1- انتخاب پیگمنت با خواص مادون قرمز نزدیک… 27
2-10-2- رنگدانه­ های آلی.. 31
2-10-3- نانو ذرات.. 32
2-10-3-1- دی اکسید تیتانیوم. 32
2-10-3-2- نانو ذرات کربن بلک… 32
2-10-4- خواص طیفی از رزین­ها 33
2-10-4-1- رزین پلی یورتان.. 35
2-10-5- حلال­ها و دیگر مواد تشکیل دهنده. 36
2-11- فرمول نویسی رنگ… 38
2-12- آلومینیوم. 40
2-13- آماده سازی سطوح.. 41
2-13-1- مناسب سازی پیش از اِعمال.. 42
2-13-2- تمیزکاری اولیه. 43
2-13-3- حذف اکسیدها به روش­های امکان پذیر. 43
2-14- آندایزینگ… 46
2-14-1- مفاهیم و کاربردها 46
2-14-2- روش­های آندایزینگ… 47
فصل  سوم. 51
مواد و تجهیزات.. 51
3-1- مواد مصرفی و تجهیزات.. 52
3-2 مواد مصرفی.. 52
3-2-1- رنگدانه­ های آلی.. 52
3-2-2- نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم. 54
3-2-3- نانو ذرات کربن بلک… 54
3-2-4- رزین.. 55
3-2-5- حلال­ها 55
3-2-6- اسید سولفوریک… 55
3-2-7- آلیاژ آلومینیوم5052. 55
3-3 تجهیزات.. 56
3-3-1- میکسر برقی.. 56
3-3-2- دستگاه پولیشر. 56
3-3-3- فیلم کِش…. 56
3-3-4- کوره حرارتی.. 57
3-4 آزمون­ها 57
3-4-1- میکروسکوپ نوری.. 57
3-4-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی.. 57
3-4-3- دستگاه اسپکتروفتومتر. 58
3-4-4- دستگاه اسپکتروفتومتر انعکاسی در ناحیه مادون قرمز نزدیک… 58
3-4-5- دستگاه تست چسبندگی.. 58
3-4-6- دستگاه تست سایشی.. 58
فصل چهارم. 59
نتایج و بحث… 59
4-1- ساخت پوشش…. 60
4-2 آماده ­سازی.. 64
4-3 پوشش دادن.. 65
4-4- فرمولاسیون پوشش…. 65
4-5- تصاویر میکروسکوپ نوری.. 67
4-6 تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی.. 70
4-7 انعکاس پوشش­ها در ناحیه مادون قرمز نزدیک… 74
4-8- مقاومت سایشی پوشش­ها 78
4-9- چسبندگی پوشش­ها 80
فصل  پنجم.. 83
نتیجه گیری  و پیشنهادات.. 83
5-1- نتیجه ­گیری.. 84
5-2- پیشنهادات برای کارهای آتی.. 85
مراجع.. 86
پیوست… 92
 
فهرست اشكال
عنوان                                                                                                                                        صفحه
شکل 2-1 : گستره ی امواج الکترومغناطیسی   12
شکل 2-2 : منحنی استاندارد انعکاسی برگ درختان   16
نمودار 2-3 :  نمودار انعکاسی برخی محیط­های طبیعی   17
نمودار 2-4 : نمودار رنگی استتار سبز جنگلی آمریکا 21
شکل 2-5 : محدوده انعکاس مادون قرمز در ایالت متحده امریکا 22
شکل 2- 6 : طیف انعکاس دهنده گرمای خورشیدی   27
شکل2-7 : مراحل آندایزینگ    48
شکل 3- 1 : ساختار پیگمنت Cibanone Yellow g. 53
شکل 3- 2 : ساختار پیگمنت Cibanone Blue gf. 53
شکل 3- 3 : ساختار پیگمنت Cibanone Olive s. 54

شکل 4-1 : ترکیب رنگ­ها 66
شکل 4-2 : تصویر تعیین ضخامت با میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 67
شکل 4-3  : تصویر بررسی پوشش به­وسیله میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 68
شکل 4-4  : تصویر نحوه دیسپرس شدن پیگمنت­ها با میکروسکوپ نوری (پوشش پایه) 68
شکل 4-5  : تصویر پوشش اِعمال شده با ضخامت کم به­وسیله میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 69
شکل 4-6  : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 500 برابر از پوشش 1  70
شکل 4-7 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 20000 برابر از پوشش 1  71
شکل 4-8 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 10000 برابر از پوشش 4  71
شکل 4-9 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 20000 برابر از پوشش 4  71
شکل 4-10: نمودار آنالیز پوشش 1 توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی   72
شکل 4-11: نمودار آنالیز پوشش 4 توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی   72
شکل 4- 12: توزیع نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در محمل   73
شکل 4- 13: توزیع نانوذرات کربن بلک در محمل   73
شکل 4-14 : مقدار انعکاس پوشش پایه  74
شکل 4-15 : مقدار انعکاس پوشش 1  75
شکل 4-16 : مقدار انعکاس پوشش 2  75
شکل 4-17 : مقدار انعکاس پوشش 3  75
شکل 4- 18: مقدار انعکاس پوشش 4  76
شکل 4-19 : مقدار انعکاس پوشش 5  76
شکل 4-20 : مقدار انعکاس پوشش 6  76
شکل 4- 21 : طیف انعکاسی انواع برگ سبز  77
شکل 4-22 : نمودار کاهش وزن بر حسب مقدار نانو دی اکسید تیتانیوم  79
شکل 4- 23 : نمودار کاهش وزن بر حسب مقدار نانو کربن بلک    79
شکل 7- 2 : نمودار XRD دی اکسید تیتانیوم  99
 
 فهرست جداول
عنوان                                                                                                                                        صفحه
جدول 2-1 : فرمولاسیون پوشش مینای زیتونی   22
جدول 2-2 : فرمولاسیون پوشش دریایی استرالیایی   25
جدول 2-3 : فرمولاسیون پوشش دریایی امریکایی   26
جدول 3- 1 : مشخصات پیگمنت­های مصرفی   52
جدول 3- 2 : مشخصات نانو دی اکسید تیتانیوم  54
جدول 3-3  : مشخصات نانو ذرات کربن بلک    55
جدول 3-4  : ترکیب شیمیایی آلیاژ آلومینیوم 5052  56
جدول 4-1 : مقادیر مختلف رنگدانه­ها به منظور رسیدن به فام استاندارد  60
جدول 4-2 : مؤلفه­ های رنگی نمونه­های پوشش با مقادیر مختلف رنگدانه­ها و اختلاف رنگ آن­ها با نمونه استاندارد سبز جنگلی.. 62
جدول 4- 3 : فرمولاسیون پوشش ساخته شده  63
جدول 4-4 : مقادیر رنگدانه­ها و نانوذرات (گرم) 64
جدول 4-5 : نتیجه آزمون چسبندگی پوشش­ها 80
جدول7- 1 : مقدار انعکاس پوشش پایه در ناحیه مادون قرمز نزدیک    92
جدول7- 2: مقدار انعکاس پوشش1در ناحیه مادون قرمز نزدیک    93
جدول7-3 : مقدار انعکاس پوشش2در ناحیه مادون قرمز نزدیک    94
جدول7 -4  : مقدار انعکاس پوشش3در ناحیه مادون قرمز نزدیک    95
جدول7-5 : مقدار انعکاس پوشش4در ناحیه مادون قرمز نزدیک    96
جدول7-6: مقدار انعکاس پوشش5در ناحیه مادون قرمز نزدیک    97
جدول7-7 : مقدار انعکاس پوشش6در ناحیه مادون قرمز نزدیک    98
 
 

چكیده

 
استتار هم در ناحیه مریی و هم در ناحیه مادون قرمز موضوعات قابل توجهی در اهداف و مقاصد نظامی می باشد. به منظور ایجاد استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک، بایستی طیف انعکاسی اجزای طبیعت و هدف را هماهنگ نمود. بنابراین طیف انعکاسی پوشش های استتاری در ناحیه مادون قرمز نزدیک تهیه شده، بسیار مهم می باشد. برای رسیدن به این هدف از رنگدانه­ های آلی استفاده شده است. همچنین از درصدهای مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم و نانو کربن بلک در فرمولاسیون پوشش به منظور بررسی تأثیر آن­ها بر خواص پوشش ­های استتاری از جمله انعکاس طیفی، میزان چسبندگی و مقاومت سایش در ناحیه مادون قرمز نزدیک استفاده گردید. حداقل ضخامت پوشش اِعمال شده برای رسیدن به انعکاس مناسب 225میکرون می­باشد.
نتایج انعکاسی نمونه­ها نشان داد که افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک به فرمولاسیون پوشش­ها باعث کاهش انعکاس می­ شود. بررسی میزان مقاومت به سایش پوشش­ها نشان داد که با افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک باعث افزایش مقاومت سایشی پوشش­ها می­ شود و تأثیری در میزان چسبندگی پوشش­ها ندارند.
 
کلمات کلیدی : استتار، مادون قرمز نزدیک، نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم، نانو ذرات کربن بلک
 

فصل اول

مقدمه

1-1- پیشگفتار

            گونه­ های شگفت­انگیزی از پنهان سازی در بین جانوران از گذشته تاکنون شناخته شده و آنچه امروزه به عنوان استتار[1] مطرح است الهام گرفته از طبیعت می­باشد. استتار از اصول و عوامل پدافند غیرعامل می­باشد و از مهمترین حیله­های جنگی است که برای فریب دشمن به­کار می­رود. استتار یکی از روش­های محافظت در برابر عوامل خارجی می­باشد. پایه­ اولیه آن بر روی این واقعیت استوار است که اگر دشمن نتواند هدف را کشف کند، هدف به­ طور مؤثری محافظت می­ شود و تلفات کاهش پیدا می­ کند[1].
در مقاصد نظامی، استتار به منظور تغییر شکل دادن نیروها و تجهیزات در مقابل شناسایی دشمن استفاده می­ شود. تا زمانی که نیروها و تجهیزات آن­ها پیشرفته تر می­ شود، استتار برای زنده ماندن و محافظت در برابر تجهیزات اهمیت بیشتری پیدا می کند. از نقطه نظر نظامی، تلاش­ها و تحقیقات پیوسته­ای برای یافتن روش­هایی به منظور فریب دادن مشاهده کننده وجود دارد. رنگ­های یافت شده در اغلب الگوهای استتار نظامی: سبز، زیتونی، خاکی، قهوه­ای و مشکی می­باشد. برای استتار هماهنگی با محیط اطراف، کاهش تضادها و از بین بردن خطوط برجسته­ی تصویر از طریق یک الگوی کارآمد ضروری است. نور خورشید شامل 5% اشعه­ی ماورای بنفش، 46% تابش مرئی و حدود49% تابش مادون قرمز نزدیک (NIR) می­باشد
(طول موج 700 تا 1200 نانومتر). با پیدایش تجهیزات شناسایی در NIR، مانند دوربین­های دید در شب و فتو گرافی NIR، ضروری است که انعکاس IR پوشش­ها در محدوده­ 700-1200نانومتر در نظر گرفته شود. بنابراین ضروری است که برای استتار، رنگدانه­ هایی که دارای انعکاس مادون قرمز مشابه با اجزای طبیعت هستند و طیف انعکاسی محیط را با طیف انعکاسی شی همسان می کنند، به کار روند[57].
معمولاً سه محیط برفی، جنگلی و بیابانی را می­توان مهم­ترین زمینه ­های استتار برای پنهان­سازی نیروها و تجهیزات نظامی عنوان کرد. در محیط برفی، انعکاس برف در طول موج­های ماورابنفش حـــــدود 98-80% می­باشد و اجسام برای استتار در این مناطق، باید بتوانند انعکاسی نزدیک با زمینه برفی محیط داشته باشند[1].
در محیط جنگلی، هریک از عناصر جنگل دارای خصوصیات انتشار مادون قرمز متفاوتی هستند که به ساختار شیمیایی آن­ها وابسته می­باشد. به عنوان مثال برگ­های درختان که جزء اصلی در محیط جنگلی به حساب می­آیند، دارای بازتاب نسبتاً کم در ناحیه مرئی و بازتاب نسبتاً زیاد در محدوده مادون قرمز نزدیک
می­باشند. عنصر اصلی که در ساختار گیاهان نقش اساسی ایفا می­ کند کلروفیل (سبزینه) می­باشد[1].
شن و ماسه­های بیابان که جزء اصلی محیط­های بیابانی را تشکیل می­­دهند، دارای بازتاب نسبتاً زیاد در ناحیه مرئی و مادون قرمز نزدیک می­باشند[1]. برای نگارش پایان ­نامه نیز از الگوی زیر استفاده گردیده است :
در فصل دوم به بر مقالات گذشته در خصوص استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک پرداخته شده است؛ که ابتدا کاربردهایی از پوشش ­های آلی با خواص مادون قرمز نام برده شده است و سپس به بحث استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک، که یکی از کاربردهای پوشش آلی با خواص مادون قرمز است؛ به طوری که مبحث اصلی این پروژه می­باشد پرداخته شده است. در ادامه مباحث فصل دوم، مواد اولیه ساخت پوشش از جمله رنگدانه[2]، رزین و حلال­هایی که می­توانند در پوشش ­های آلی با خواص مادون قرمز نزدیک به­کار برده شوند مورد بحث قرار گرفته­اند.
در فصل سوم به بررسی تجهیزات و آزمون­های انجام گرفته شده و همچنین فرمولاسیون پوشش ساخته شده، نحوه­ ساخت پوشش و اِعمال پوشش بر روی زیرآیند آلیاژ آلومینیوم 5052، پرداخته شده است.
در فصل چهارم نتایج حاصل از این تحقیق عرضه و مورد بحث و تحلیل قرار گرفته است؛ نتایج
آزمون­ انعکاس در ناحیه مادون قرمز نزدیک، آزمون سایشی، آزمون چسبندگی پوشش، و عکس­های استخراج شده به­وسیله دستگاه­های میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی به تفکیک آورده و مورد بحث واقع شده است.
در نهایت در فصل پنجم، از آزمون­های انجام گرفته شده در پروژه، نتیجه ­گیری شده و تأثیر حضور نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک بر روی خواص پوشش ­های استتاری در ناحیه مادون قرمز نزدیک بدست آورده شده است.
در بخش­های پایانی نیز پیشنهادات برای کارهای آتی و مراجع آورده شده است.