وبلاگ

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 مروری 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 بد ست آورده شده است.
در بخش­های پایانی نیز پیشنهادات برای کارهای آتی و مراجع آورده شده است.
فصل دوم: مروری بر منابع مطالعاتی
1-2- کاربرد پوشش های آلی با خواص مادون قرمز
پوشش ­های مادون قرمز[1] بازتاب انتخابی یا عدم بازتاب اشعه در طیف مادون قرمز را بسته به نوع کاربرد دارا می باشند. برای کاربردهای متفاوت، پوشش­ها می توانند به طوری طراحی شوند که اشعه خورشیدی را انعکاس دهند و با به حداقل رساندن انتقال حرارت به داخل ساختار باعث کاهش انرژی مورد نیاز برای سیستم خنک کننده می گردند. کاربرد پوشش ­هایی که در این راستا می­باشند عبارتند از: پوشش ­های کشتی­ها، وسایل نقلیه و کانتینرها برای جلوگیری از انتقال حرارت به داخل آن­ها[1].
در مقابل پوشش ­هایی برای جمع­آوری حرارت خورشیدی طراحی شده است برای جذب و حفظ حرارت تا زمانی که آن را به یک سیال برای حمل و نقل و ذخیره سازی انتقال داد[1].
یکی دیگر از کاربردهای مهم از بازتابش اشعه مادون قرمز پوشش ­های استتاری می باشد. استتار هنر گیج کننده ­ای است که مشاهده ناظر را به تأخیر می اندازد و جلوگیری از تشخیص، تبعیض و یا شناسایی
است. در هر دو طیف مرئی و مادون قرمز نزدیک لازم است طیف شی با طیف محیط یکسان گردد. دستیابی به یک پوشش استتاری موفق به وسیله­ انتخاب رنگدانه­ها صورت می گیرد[1].
اشعه مادون قرمز در بعضی از رنگ­ها باعث پخت فیلم (رنگ) می شود به طوری که به عنوان کاتالیزور فرایند پلیمریزاسیون مورد استفاده قرار می گیرد و سرعت پخت فیلم را تسریع می بخشد[3].
در موارد دیگر، رنگ ممکن است برای حفظ انرژی داخلی یک محفظه و گرم نگه داشتن داخلی محفظه به کار گرفته می شود[1].
همچنین رنگ می تواند اشعه مادون قرمز حرارتی را کاهش دهد و نشر اشعه مادون قرمز را به طول موج­های مختلف ببرد، که باعث می شود احتمال تشخیص کاهش یابد. به عنوان مثال پوشش ­هایی برای سفینه­های فضایی طراحی شده اند برای حفظ گرما، و پوشش ­هایی برای برخی از تجهیزات نظامی به منظور کاهش تولید نشرهای حرارتی طراحی شده اند[1].
2-2- مثال­هایی از پوشش ­هایی با خواص بازتاب مادون قرمز
1-2-2- پوشش ­هایی با بازتاب در مادون قرمز حرارتی
این دسته از پوشش­ها به منظور کاهش نشر حرارتی و بازتاب در ناحیه مادون قرمز حرارتی طراحی شده اند. رنگدانه­ های متالیک از جمله ورقه­های آلومینیومی از این دسته از مواد می باشند که دارای بازتاب مناسبی در ناحیه مادون قرمز حرارتی هستند[1].
2-2-2- پوشش ­های جمع کننده گرمای خورشیدی
این پوشش­ها برای گرفتن و جذب انرژی خورشیدی طراحی می شوند و آن را در داخل این پوشش نگه می­دارند یا در لایه­ی زیرآیند حفظ می کنند تا آن را منتقل نمایند. این پوشش­ها باید انرژی خورشیدی را به طور موثر جذب کنند، اما باید انرژی گرمایی را به طور ضعیف منتشر کنند تا انرژی در داخل باقی بماند. پوشش ­های آلی برای جمع آوری گرمای خورشید باید پایین­ترین شدت نشر در طول موج­های گرمایی و مادون قرمز دور ساخته شوند تا کمترین مقدار گرما هدر رود و به هدر رفتن تشعشع گرمایی به حداقل برسد. رنگدانه­ها باید قابلیت جذب بالایی داشته باشند، هم برای تشعشع مرئی و هم برای تشعشع قرمز نزدیک، و کمترین انتشار گرما را نشان دهند و یا هیچ گرمایی منتشر ننمایند. پوشش ­هایی با این کاربرد با ترکیبی از ذرات فلزی ساخته شده ­اند که برای کاهش انتشار گرمای مادون قرمز ارزشمند است[2] .
3-2-2- پوشش ­هایی که با اشعه مادون قرمز پخت می شوند
این پوشش­ها برای جذب انرژی مادون قرمز گرمایی که به طور مستقیم از منبع انرژی یا به طور
غیر مستقیم از زیرآیند گرم شده انرژی جذب می کنند طراحی شده ­اند. انرژی داخلی این پوشش سبب پلیمریزاسیون رزین می شود و در نتیجه این پوشش را بهبود بخشیده و اصلاح می نمایند. رنگدانه­ هایی که تشعشع مادون قرمز را خوب جذب می کنند در درون این غشا گرما ایجاد می کنند و زمان پخت را به حداقل می رسانند شفاف می باشند و تشعشع مادون قرمز از آن­ها عبور می کند تا انرژی به لایه ­های زیرین نفوذ کند. انتقال گرما به داخل این پوشش زمان زیادی برای بهبود پوشش نسبت به تشکیل گرما در داخل غشا پوشش می­برد. رنگدانه ­های انعکاسی گزینه­ی مناسبی برای این کاربرد نیستند زیرا مانع جذب انرژی می شوند و اساساً مانع بهبود می گردند[3] .
[1] Infrared
[1] Comouflage
[2] Pigment