2-10-2- رنگدانههاي آلي31
2-10-3- نانو ذرات32
2-10-3-1- دي اکسيد تيتانيوم32
2-10-3-2- نانو ذرات کربن بلک32
2-10-4- خواص طيفي از رزينها33
2-10-4-1- رزين پلي يورتان35
2-10-5- حلالها و ديگر مواد تشکيل دهنده36
2-11- فرمول نويسي رنگ38
2-12- آلومينيوم40
2-13- آماده سازي سطوح41
2-13-1- مناسب سازي پيش از اِعمال42
2-13-2- تميزکاري اوليه43
2-13-3- حذف اکسيدها به روشهاي امکانپذير43
2-14- آندايزينگ46
2-14-1- مفاهيم و کاربردها46
2-14-2- روشهاي آندايزينگ47
فصل سوم51
مواد و تجهيزات51
3-1- مواد مصرفي و تجهيزات52
3-2 مواد مصرفي52
3-2-1- رنگدانههاي آلي52
3-2-2- نانو ذرات دي اکسيد تيتانيوم54
3-2-3- نانو ذرات کربن بلک54
3-2-4- رزين55
3-2-5- حلالها55
3-2-6- اسيد سولفوريک55
3-2-7- آلياژ آلومينيوم505255
3-3 تجهيزات56
3-3-1- ميکسر برقي56
3-3-2- دستگاه پوليشر56
3-3-3- فيلم کِش56
3-3-4- کوره حرارتي57
3-4 آزمونها57
3-4-1- ميکروسکوپ نوري57
3-4-2- ميکروسکوپ الکتروني روبشي57
3-4-3- دستگاه اسپکتروفتومتر58
3-4-4- دستگاه اسپکتروفتومتر انعکاسي در ناحيه مادون قرمز نزديک58
3-4-5- دستگاه تست چسبندگي58
3-4-6- دستگاه تست سايشي58
فصل چهارم59
نتايج و بحث59
4-1- ساخت پوشش60
4-2 آمادهسازي64
4-3 پوشش دادن65
4-4- فرمولاسيون پوشش65
4-5- تصاوير ميکروسکوپ نوري67
4-6 تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي70
4-7 انعکاس پوششها در ناحيه مادون قرمز نزديک74
4-8- مقاومت سايشي پوششها78
4-9- چسبندگي پوششها80
فصل پنجم83
نتيجه گيري و پيشنهادات83
5-1- نتيجهگيري84
5-2- پيشنهادات براي کارهاي آتي85
مراجع86
پيوست92
فهرست اشكال
عنوان صفحه
شکل 2-1 : گستره ي امواج الکترومغناطيسي12
شکل 2-2 : منحني استاندارد انعکاسي برگ درختان16
نمودار 2-3 : نمودار انعکاسي برخي محيطهاي طبيعي17
نمودار 2-4 : نمودار رنگي استتار سبز جنگلي آمريکا21
شکل 2-5 : محدوده انعکاس مادون قرمز در ايالت متحده امريکا22
شکل 2- 6 : طيف انعکاس دهنده گرماي خورشيدي27
شکل2-7 : مراحل آندايزينگ48
شکل 3- 1 : ساختار پيگمنت Cibanone Yellow g53
شکل 3- 2 : ساختار پيگمنت Cibanone Blue gf53
شکل 3- 3 : ساختار پيگمنت Cibanone Olive s54
شکل 4-1 : ترکيب رنگها66
شکل 4-2 : تصوير تعيين ضخامت با ميکروسکوپ نوري(پوشش پايه)67
شکل 4-3 : تصوير بررسي پوشش بهوسيله ميکروسکوپ نوري(پوشش پايه)68
شکل 4-4 : تصوير نحوه ديسپرس شدن پيگمنتها با ميکروسکوپ نوري (پوشش پايه)68
شکل 4-5 : تصوير پوشش اِعمال شده با ضخامت کم بهوسيله ميکروسکوپ نوري(پوشش پايه)69
شکل 4-6 : تصوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي با بزرگنمايي 500 برابر از پوشش 170
شکل 4-7 : تصوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي با بزرگنمايي 20000 برابر از پوشش 171
شکل 4-8 : تصوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي با بزرگنمايي 10000 برابر از پوشش 471
شکل 4-9 : تصوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي با بزرگنمايي 20000 برابر از پوشش 471
شکل 4-10: نمودار آناليز پوشش 1 توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي72
شکل 4-11: نمودار آناليز پوشش 4 توسط ميکروسکوپ الکتروني روبشي72
شکل 4- 12: توزيع نانوذرات دي اکسيد تيتانيوم در محمل73
شکل 4- 13: توزيع نانوذرات کربن بلک در محمل73
شکل 4-14 : مقدار انعکاس پوشش پايه74
شکل 4-15 : مقدار انعکاس پوشش 175
شکل 4-16 : مقدار انعکاس پوشش 275
شکل 4-17 : مقدار انعکاس پوشش 375
شکل 4- 18: مقدار انعکاس پوشش 476
شکل 4-19 : مقدار انعکاس پوشش 576
شکل 4-20 : مقدار انعکاس پوشش 676
شکل 4- 21 : طيف انعکاسي انواع برگ سبز77
شکل 4-22 : نمودار کاهش وزن بر حسب مقدار نانو دي اکسيد تيتانيوم79
شکل 4- 23 : نمودار کاهش وزن بر حسب مقدار نانو کربن بلک79
شکل 7- 2 : نمودار XRD دي اکسيد تيتانيوم99
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 2-1 : فرمولاسيون پوشش ميناي زيتوني22
جدول 2-2 : فرمولاسيون پوشش دريايي استراليايي25
جدول 2-3 : فرمولاسيون پوشش دريايي امريکايي26
جدول 3- 1 : مشخصات پيگمنتهاي مصرفي52
جدول 3- 2 : مشخصات نانو دي اکسيد تيتانيوم54
جدول 3-3 : مشخصات نانو ذرات کربن بلک55
جدول 3-4 : ترکيب شيميايي آلياژ آلومينيوم 505256
جدول 4-1 : مقادير مختلف رنگدانهها به منظور رسيدن به فام استاندارد60
جدول 4-2 : مؤلفههاي رنگي نمونههاي پوشش با مقادير مختلف رنگدانهها و اختلاف رنگ آنها با نمونه استاندارد سبز جنگلي62
جدول 4- 3 : فرمولاسيون پوشش ساخته شده63
جدول 4-4 : مقادير رنگدانهها و نانوذرات (گرم)64
جدول 4-5 : نتيجه آزمون چسبندگي پوششها80
جدول7- 1 : مقدار انعکاس پوشش پايه در ناحيه مادون قرمز نزديک92
جدول7- 2: مقدار انعکاس پوشش1در ناحيه مادون قرمز نزديک93
جدول7-3 : مقدار انعکاس پوشش2در ناحيه مادون قرمز نزديک94
جدول7 -4 : مقدار انعکاس پوشش3در ناحيه مادون قرمز نزديک95
جدول7-5 : مقدار انعکاس پوشش4در ناحيه مادون قرمز نزديک96
جدول7-6: مقدار انعکاس پوشش5در ناحيه مادون قرمز نزديک97
جدول7-7 : مقدار انعکاس پوشش6در ناحيه مادون قرمز نزديک98

چكيده
استتار هم در ناحيه مريي و هم در ناحيه مادون قرمز موضوعات قابل توجهي در اهداف و مقاصد نظامي مي باشد. به منظور ايجاد استتار در ناحيه مادون قرمز نزديک، بايستي طيف انعکاسي اجزاي طبيعت و هدف را هماهنگ نمود. بنابراين طيف انعکاسي پوشش هاي استتاري در ناحيه مادون قرمز نزديک تهيه شده، بسيار مهم مي باشد. براي رسيدن به اين هدف از رنگدانههاي آلي استفاده شده است. همچنين از درصدهاي مختلف نانو دي اکسيد تيتانيوم و نانو کربن بلک در فرمولاسيون پوشش به منظور بررسي تأثير آنها بر خواص پوششهاي استتاري از جمله انعکاس طيفي، ميزان چسبندگي و مقاومت سايش در ناحيه مادون قرمز نزديک استفاده گرديد. حداقل ضخامت پوشش اِعمال شده براي رسيدن به انعکاس مناسب 225ميکرون ميباشد.
نتايج انعکاسي نمونهها نشان داد که افزودن نانوذرات دي اکسيد تيتانيوم و کربن بلک به فرمولاسيون پوششها باعث کاهش انعکاس ميشود. بررسي ميزان مقاومت به سايش پوششها نشان داد که با افزودن نانوذرات دي اکسيد تيتانيوم و کربن بلک باعث افزايش مقاومت سايشي پوششها ميشود و تأثيري در ميزان چسبندگي پوششها ندارند.
کلمات کليدي : استتار، مادون قرمز نزديک، نانو ذرات دي اکسيد تيتانيوم، نانو ذرات کربن بلک

فصل اول
مقدمه
1-1- پيشگفتار
گونههاي شگفتانگيزي از پنهان سازي در بين جانوران از گذشته تاکنون شناخته شده و آنچه امروزه به عنوان استتار1 مطرح است الهام گرفته از طبيعت ميباشد. استتار از اصول و عوامل پدافند غيرعامل ميباشد و از مهمترين حيلههاي جنگي است که براي فريب دشمن بهکار ميرود. استتار يکي از روشهاي محافظت در برابر عوامل خارجي ميباشد. پايهي اوليه آن بر روي اين واقعيت استوار است که اگر دشمن نتواند هدف را کشف کند، هدف بهطور مؤثري محافظت ميشود و تلفات کاهش پيدا ميکند[1].
در مقاصد نظامي، استتار به منظور تغيير شکل دادن نيروها و تجهيزات در مقابل شناسايي دشمن استفاده ميشود. تا زماني که نيروها و تجهيزات آنها پيشرفته تر ميشود، استتار براي زنده ماندن و محافظت در برابر تجهيزات اهميت بيشتري پيدا مي کند. از نقطه نظر نظامي، تلاشها و تحقيقات پيوستهاي براي يافتن روشهايي به منظور فريب دادن مشاهده کننده وجود دارد. رنگهاي يافت شده در اغلب الگوهاي استتار نظامي: سبز، زيتوني، خاکي، قهوهاي و مشکي ميباشد. براي استتار هماهنگي با محيط اطراف، کاهش تضادها و از بين بردن خطوط برجستهي تصوير از طريق يک الگوي کارآمد ضروري است. نور خورشيد شامل 5% اشعهي ماوراي بنفش، 46% تابش مرئي و حدود49% تابش مادون قرمز نزديک (NIR) ميباشد
(طول موج 700 تا 1200 نانومتر). با پيدايش تجهيزات شناسايي در NIR، مانند دوربينهاي ديد در شب و فتو گرافي NIR، ضروري است که انعکاس IR پوششها در محدودهي 700-1200نانومتر در نظر گرفته شود. بنابراين ضروري است که براي استتار، رنگدانههايي که داراي انعکاس مادون قرمز مشابه با اجزاي طبيعت هستند و طيف انعکاسي محيط را با طيف انعکاسي شي همسان مي کنند، به کار روند[57].
معمولاً سه محيط برفي، جنگلي و بياباني را ميتوان مهمترين زمينههاي استتار براي پنهانسازي نيروها و تجهيزات نظامي عنوان کرد. در محيط برفي، انعکاس برف در طول موجهاي ماورابنفش حـــــدود 98-80% ميباشد و اجسام براي استتار در اين مناطق، بايد بتوانند انعکاسي نزديک با زمينه برفي محيط داشته باشند[1].
در محيط جنگلي، هريک از عناصر جنگل داراي خصوصيات انتشار مادون قرمز متفاوتي هستند که به ساختار شيميايي آنها وابسته ميباشد. به عنوان مثال برگهاي درختان که جزء اصلي در محيط جنگلي به حساب ميآيند، داراي بازتاب نسبتاً کم در ناحيه مرئي و بازتاب نسبتاً زياد در محدوده مادون قرمز نزديک
ميباشند. عنصر اصلي که در ساختار گياهان نقش اساسي ايفا ميکند کلروفيل (سبزينه) ميباشد[1].
شن و ماسههاي بيابان که جزء اصلي محيطهاي بياباني را تشکيل ميدهند، داراي بازتاب نسبتاً زياد در ناحيه مرئي و مادون قرمز نزديک ميباشند[1]. براي نگارش پايان نامه نيز از الگوي زير استفاده گرديده است :
در فصل دوم به مروري بر مقالات گذشته در خصوص استتار در ناحيه مادون قرمز نزديک پرداخته شده است؛ که ابتدا کاربردهايي از پوششهاي آلي با خواص مادون قرمز نام برده شده است و سپس به بحث استتار در ناحيه مادون قرمز نزديک، که يکي از کاربردهاي پوشش آلي با خواص مادون قرمز است؛ به طوري که مبحث اصلي اين پروژه ميباشد پرداخته شده است. در ادامه مباحث فصل دوم، مواد اوليه ساخت پوشش از جمله رنگدانه2، رزين و حلالهايي که ميتوانند در پوششهاي آلي با خواص مادون قرمز نزديک بهکار برده شوند مورد بحث قرار گرفتهاند.
در فصل سوم به بررسي تجهيزات و آزمونهاي انجام گرفته شده و همچنين فرمولاسيون پوشش ساخته شده، نحوهي ساخت پوشش و اِعمال پوشش بر روي زيرآيند آلياژ آلومينيوم 5052، پرداخته شده است.
در فصل چهارم نتايج حاصل از اين تحقيق عرضه و مورد بحث و تحليل قرار گرفته است؛ نتايج
آزمون انعکاس در ناحيه مادون قرمز نزديک، آزمون سايشي، آزمون چسبندگي پوشش، و عکسهاي استخراج شده بهوسيله دستگاههاي ميکروسکوپ نوري و الکتروني روبشي به تفکيک آورده و مورد بحث واقع شده است.
در نهايت در فصل پنجم، از آزمونهاي انجام گرفته شده در پروژه، نتيجهگيري شده و تأثير حضور نانو ذرات دي اکسيد تيتانيوم و کربن بلک بر روي خواص پوششهاي استتاري در ناحيه مادون قرمز نزديک بدست آورده شده است.
در بخشهاي پاياني نيز پيشنهادات براي کارهاي آتي و مراجع آورده شده است.

فصل دوم
مروري بر منابع مطالعاتي

2-1- کاربرد پوشش هاي آلي با خواص مادون قرمز
پوششهاي مادون قرمز3 بازتاب انتخابي يا عدم بازتاب اشعه در طيف مادون قرمز را بسته به نوع کاربرد دارا مي باشند. براي کاربردهاي متفاوت، پوششها مي توانند به طوري طراحي شوند که اشعه خورشيدي را انعکاس دهند و با به حداقل رساندن انتقال حرارت به داخل ساختار باعث کاهش انرژي مورد نياز براي سيستم خنک کننده مي گردند. کاربرد پوششهايي که در اين راستا ميباشند عبارتند از: پوششهاي کشتيها، وسايل نقليه و کانتينرها براي جلوگيري از انتقال حرارت به داخل آنها[1].
در مقابل پوششهايي براي جمعآوري حرارت خورشيدي طراحي شده است براي جذب و حفظ حرارت تا زماني که آن را به يک سيال براي حمل و نقل و ذخيره سازي انتقال داد[1].
يکي ديگر از کاربردهاي مهم از بازتابش اشعه مادون قرمز پوششهاي استتاري مي باشد. استتار هنر گيج کنندهاي است که مشاهده ناظر را به تأخير مي اندازد و جلوگيري از تشخيص، تبعيض و يا شناسايي
است. در هر دو طيف مرئي و مادون قرمز نزديک لازم است طيف شي با طيف محيط يکسان گردد. دستيابي به يک پوشش استتاري موفق به وسيلهي انتخاب رنگدانهها صورت مي گيرد[1].
اشعه مادون قرمز در بعضي از رنگها باعث پخت فيلم (رنگ) مي شود به طوري که به عنوان کاتاليزور فرآيند پليمريزاسيون مورد استفاده قرار مي گيرد و سرعت پخت فيلم را تسريع مي بخشد[3].
در موارد ديگر، رنگ ممکن است براي حفظ انرژي داخلي يک محفظه و گرم نگه داشتن داخلي محفظه به کار گرفته مي شود[1].
همچنين رنگ مي تواند اشعه مادون قرمز حرارتي را کاهش دهد و نشر اشعه مادون قرمز را به طول موجهاي مختلف ببرد، که باعث مي شود احتمال تشخيص کاهش يابد. به عنوان مثال پوششهايي براي سفينههاي فضايي طراحي شده اند براي حفظ گرما، و پوششهايي براي برخي از تجهيزات نظامي به منظور کاهش توليد نشرهاي حرارتي طراحي شده اند[1].
2-2- مثالهايي از پوششهايي با خواص بازتاب مادون قرمز
2-2-1- پوششهايي با بازتاب در مادون قرمز حرارتي
اين دسته از پوششها به منظور کاهش نشر حرارتي و بازتاب در ناحيه مادون قرمز حرارتي طراحي شده اند. رنگدانههاي متاليک از جمله ورقههاي آلومينيومي از اين دسته از مواد مي باشند که داراي بازتاب مناسبي در ناحيه مادون قرمز حرارتي هستند[1].
2-2-2- پوششهاي جمع کننده گرماي خورشيدي4
اين پوششها براي گرفتن و جذب انرژي خورشيدي طراحي مي شوند و آن را در داخل اين پوشش نگه ميدارند يا در لايهي زيرآيند حفظ مي کنند تا آن را منتقل نمايند. اين پوششها بايد انرژي خورشيدي را به طور موثر جذب کنند، اما بايد انرژي گرمايي را به طور ضعيف منتشر کنند تا انرژي در داخل باقي بماند. پوششهاي آلي براي جمع آوري گرماي خورشيد بايد پايينترين شدت نشر در طول موجهاي گرمايي و مادون قرمز دور ساخته شوند تا کمترين مقدار گرما هدر رود و به هدر رفتن تشعشع گرمايي به حداقل برسد. رنگدانهها بايد قابليت جذب بالايي داشته باشند، هم براي تشعشع مرئي و هم براي تشعشع قرمز نزديک، و کمترين انتشار گرما را نشان دهند و يا هيچ گرمايي منتشر ننمايند. پوششهايي با اين کاربرد با ترکيبي از ذرات فلزي ساخته شدهاند که براي کاهش انتشار گرماي مادون قرمز ارزشمند است[2] .
2-2-3- پوششهايي که با اشعه مادون قرمز پخت مي شوند
اين پوششها براي جذب انرژي مادون قرمز گرمايي که به طور مستقيم از منبع انرژي يا به طور
غير مستقيم از زيرآيند گرم شده انرژي جذب مي کنند طراحي شدهاند. انرژي داخلي اين پوشش سبب پليمريزاسيون رزين مي شود و در نتيجه اين پوشش را بهبود بخشيده و اصلاح مي نمايند. رنگدانههايي که تشعشع مادون قرمز را خوب جذب مي کنند در درون اين غشا گرما ايجاد مي کنند و زمان پخت را به حداقل مي رسانند شفاف مي باشند و تشعشع مادون قرمز از آنها عبور مي کند تا انرژي به لايههاي زيرين نفوذ کند. انتقال گرما به داخل اين پوشش زمان زيادي براي بهبود پوشش نسبت به تشکيل گرما در داخل غشا پوشش
ميبرد. رنگدانههاي انعکاسي گزينهي مناسبي براي اين کاربرد نيستند زيرا مانع جذب انرژي مي شوند و اساساً مانع بهبود مي گردند[3] .
2-3- استتار
استتار به معناي فريب دادن و يا تغيير قيافه دادن يا پنهان کردن براي رساندن ديد به کمترين حد ممکن است. به اين صورت که شناسايي هدف با چشم يا هرگونه دستگاه شناسايي حرفه اي به وسيله تطبيق دادن هدف با محيط اطراف با اعمال کاهش وضوح بين هدف و اطراف غير ممکن مي شود[4].
بهره برداري از استتار و اختفا جهت مخفي و پنهان سازي، گرچه به قدمت طول تاريخ بشري ولي اهميت آن در طول جنگ جهاني اول به علت ورود هواپيماهاي شناسايي و عکسبرداري هوايي و افزايش تدريجي دقت تسليحات پدآفندي، مورد توجه جدي قرار گرفت[5]. بنابراين از قرن پيش تاکنون صنعت مواد استتارکننده از يک هنر قديمي به يک حوزه علمي تبديل شده است[6].
2-3-1- هدف از استتار
به دليل آن که ديدهباني، مکان و ساختار نيروهاي دشمن را مشخص و نقشههاي عملياتي را معلوم مي کند و اهداف را در تيررس جنگ افزارها قرار مي دهد، ضروري به نظر مي رسد که اشياء نظامي و سربازان به صورت مؤثري پنهان مي شوند[7].
در کل اين امکان وجود دارد که با استفاده از کمي رنگ و پارچه و ساير پوششها که خواص کافي براي تطبيق با محيط اطراف دارند، به اختفا يا همان استتار برسيم. اين رنگها و پوششها ممکن است فقط در ناحيه مرئي مؤثر باشند يا امکان دارد، خواص اضافي داشته باشند، که در هر ناحيه غير مرئي شامل نواحي يافت شده به وسيله، وسائل شناسايي IR، حرارتي و رادار مؤثر باشند[8].
2-3-2- استتار مادون قرمز(IR)

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

با بهوجود آمدن وسايل ديدهباني مادون قرمز نزديک (NIR)، مانند وسايل ديد در شب، عکاسي NIR و تقويت کننده تصاوير که شناسايي هدف را حتي در شب و در ديد کم راحت تر کرده، استتار علاوه بر ناحيه مرئي بايد ناحيه NIR را هم بپوشاند، بنابراين ضروري به نظر مي رسد انعکاس IR رنگ ها و پوشش ها را در ناحيه NIR (1300-700) محاسبه گردد[4،9].
براي رسيدن به اين استتار، معمولاً سطح زيرآيند پوشش داده مي شود تا به اين طريق سيگنال انعکاس NIR آن با سيگنال NIR حاصل از محيط اطرافش مطابقت کند[10،11].
روشهايي براي ايجاد استتار NIR براي رنگهاي تيره در هنر شناخته شده است. براي
مثال: لباسهاي استتاري NIR که رنگ روغني (خالص) سبز ارتشي و چاپ جنگلي دارند و به وسيله استفاده از نخهاي رنگي يا با رنگ کردن نخها با استفاده از رنگهاي PRE-METALIZED، قابل به دست آوردن است. هرچند، لباسهاي با دوام ساخته شده از ساير الياف پليمري، نتواند به خوبي نتايج رنگ همانندي در انعکاسهاي بالاتر از انعکاسهاي مطلوب NIR را براي رنگ روغني سبز زيتوني و نمونههاي جنگلي نشان دهد[10].
با اين وجود، براي رسيدن به استتارNIR مناسب به شناختي در زمينههاي ديدهباني با تجهيزات حساس به مادون قرمز، به علاوه انعکاس مادون قرمز محيطهاي زمينه نياز است[6].
2-4- تشعشعات مادون قرمز
2-4-1- قاعده کلي تفرق تابش نور
در اتمسفر، ذرات متعددي وجود دارد که سايز آنها مربوط به طول موج نور سفيد است. مولکول هاي هوا، قطرات کوچک آب، ذرات گرد و خاک، ذرات فوق ميکروني (زير ميکروني) خوانده مي شوند. ترکيبي از طول موج هاي کوتاه نور سفيد با اين ذرات در هر جهتي منعکس مي شود. اين پديده، تفرق نور ناميده مي شود. همين پديده براي قسمت NIR طيف الکترومغناطيسي نيز وجود دارد. طول موجهاي اين پديده مربوط به ذرات رنگدانه با سايزهاي مختلف و تفرق نورهاي مختلف است.
شدت تفرق نور (I) با توان چهارم طول موج، نسبت معکوس دارد يعني:

اگر اندازه ذرات، خيلي بزرگتر از طول موج تشعشع باشد، انعکاس نامنظم است[4].
2-5- گستره امواج الکترومغناطيسي
امواج الکترومغناطيسي، از طولانيترين موج راديويي، با طول موجهاي معادل چندين کيلومتر، شروع شده، پس از گذر از موج راديويي متوسط و کوتاه تا نواحي که موج، فروسرخ و مرئي امتداد مي يابد. بعد از ناحيه مرئي، فرابنفش قرار دارد که خود منتهي به نواحي اشعه ايکس، اشعه گاما و اشعه کيهاني مي شود. نموداري از اين طيف در شکل 2-1 آمده است[12].
شکل 2-1 : گستره ي امواج الکترومغناطيسي[12]
2-6- ناحيه مادون قرمز
اين واژه براي ناحيهاي از طيف الکترومغناطيسي به کار مي رود که از پايين به وسيله قرمز در انتهاي مرئي و از بالا به وسيله طول موج کوتاه راديويي محدود شده است[4]. امواج مادون قرمز مربوط به پوشش هاي انعکاسي و جذب و انتشار نور خورشيد و مادون قرمز بوده و در طول مـوج 1500 – 700 نانومتر اتفاق مي افتد[13]. البته گسترش حساسيت فيلم عکاسي تا آن سوي قرمز نهايي، پيشرفتهاي بيشتري در حوزهي شناسايي و اندازه گيري تشعشعات فروسرخ ارائه کرده است[4].
ناحيه اصلي و مهم مادون قرمز در بررسي ها nm1500-700 است[14]، ليکن ناحيه مادون قرمز نزديک معمولأ طول موج nm 1200-700[14] (900-700 [4] و900-600 [10]) در نظر گرفته
مي شود. اين فقط يک طيف کوچکي از ناحيه مادون قرمز را شامل مي شود که معمولاً ارتباطي به تشعشعات گرمايي که در نواحي مادون قرمز دور و ميانه از اشياي گرم ساطع مي شود، ندارد[15].
2-7- وسايل ديده باني و آشکارسازها
بيش از 80% از تجهيزات هوشمند و ديده باني نظامي، در زمينه ديدهباني مرئي، چه بهوسيله چشم و چه
بهوسيله دوربين مي باشد. ولي اغلب تجهيزات و آشکارسازهاي جديد در ناحيه NIR و حتي کمي بالاتر نيز قابل استفاده هستند[15].
وسايل ديده باني مادون قرمز، به دو دسته فعال و غير فعال طبقه بندي مي شوند. شکلهاي غير فعال (سابق) اين وسايل، انرژيهاي تابشي را گيرانداخته و آنها را که منعکس شده، جمع مي کند. در حالي که اخيراً
مي توان اين تعشعشات را بدون هيچ گونه روشنايي تکميلي (وسيله اضافي و تکميلي) جمع آوري کرد[6].
وسايل ديد در شب که سنسورهاي مادون قرمز آنها فعال است، تشعشات منعکس شده از نواحي مورد بررسي (هدف) که بوسيله اشعه نورافکن مادون قرمز يا ليزرها در ناحيه nm 1000 – 900 روشن مي شوند آشکار
مي سازند[16،17].
اگر چه روشن کردن ناحيه به اين روش، براي چشمان عادي و غير مسلح، غير قابل ديد است ولي استفادهي باريکهاي از تشعشع و نورافکن مادون قرمز، آن را به طور مناسب براي دشمن آماده و مسلح فاش مي کند. اين آشکارسازها براي تعبيه در اسلحههاي گرم به عنوان “دوربين مخصوص هدف گيري دشمن” به اندازه کافي کوچک هستند، اما اين روش، به دليل زيان و اشکالات آن نامناسب است. با استفاده از وسايل ديد در شب، به صورت ميانگين ميتوان شخصي را در تاريک مطلق و حتي شبهاي ابري در فاصله 183 متري رويت کرد[16].
امروزه يک مدل انفعالي و مؤثرتر اين وسيلهها که يک تشديد کننده تصوير است، ترجيح داده مي شود. در اين زمينه سنسورهايي که قابل تعبيه شدن برروي عينکهاي ديده باني5 و تجهيزات نشانه گيري روي اسلحه6هستند، تقويت کننده نورهاي منعکس شده مادون قرمز و مرئي طبيعي تا nm 1200
مي باشند[16].
استفاده از آشکار کنندههاي عينک ديده باني، يک روش ديده باني ساده اما منسوخ شده در طول روز است. اين عينکها، چشمها را به نور مادون قرمز در ناحيه کوتاه nm 760 – 700 حساس مي کند[18]. به اين صورت که به وسيله فيلترهاي قرمز تيره هر گونه تضاد و اختلاف بين شي استتار شده و محيط اطرافش در اين ناحيه از طيف را تقويت ميکند[17،19].
عکاسي مادون قرمز از پايگاههاي هوا برد يکي ديگر از خطرات غير قابل انکار اختفا است[7،20]. عکسهاي سياه و سفيد و غير رنگي را ميتوان بهوسيله فيلترهاي عکاسي و فيلمهاي حساس به تشعشعات مادون قرمز تهيه کرد. در حالي که، بر طبق اسناد بسياري، ناحيه 950 – 700 نانومتر به وسيله اين نوع از عکاسي پوشش داده مي شود ، اما امروزه ، فيلمهاي جديد مادون قرمز که حساس به طول موجهاي بلندتر هستند و همچنين سنسورها و حساس کنندههايي که به تشعشات بالاتر از nm1300 پاسخ مي دهند، شناخته شده است[20].
همچنين وسايل ديده باني با رادار الکترونيکي که در عملياتهاي شناسايي استفاده مي شوند در محدوده
nm 1350 – 700 عمل مي کنند[21].
تجهيزات عکسبرداري حرارتي[16] ميتوانند براي شناسايي تشعشعات گرمايي راديواکتيوي در دو بـخــــش
(در حدود 5000 – 3000 و 14000 – 8000 نانومتري) استفاده شوند که نسبتأ جذب اتمسفر نميشوند[22]. اين تجهيزات مشاهدهي اشياء گرمايي در محيطهاي کاملاً تاريک، دودي و مات را فراهم مي کنند[6].
2-8- خصوصيات انعکاسي از محيطهاي مختلف
ميزان انعکاس نور در ناحيه IR از مواد طبيعي به صورت زير است:
پوشش سبز گياهي (جنگلي) 70% – 50%
شن و ماسه وخاک 40%-30%
خاکي مرده و خفه (مرطوب) 20%-15%
ساختمان هاي آجري 40%-30%
بتوني 50%-40%
آب 15%-10%
پوششهاي گياهي سبز جنگلي و خاکي و شن و ماسه اي (کويري) مهمترين مواد طبيعي هستند، که خصوصيات انعکاسي آنها با رنگ استتاري شبيه سازي مي شود[4].
بر اساس مطالعات انجام گرفته مهمترين محيطهاي مورد نظر در استتار پوششهاي جنگلي حاصل از برگ درختان سبز و پوشش کويري حاصل از شن و ماسه و خاک مي باشد[1]. به طور مثال در شکل 2-2 نمودار استاندارد انعکاس در ناحيهي مادون قرمز پوششهاي جنگلي حاصل از برگ درختان
(1000-700) ارائه شده است که نشان ميدهد در ناحيهي مادون قرمز، انعکاسي در حدود 60% از خود نشان مي دهد.

شکل 2-2 : منحني استاندارد انعکاسي برگ درختان[1]

همچنين طبق شکل 2-3 انعکاسهاي شن و ماسه و خاک يک افزايش کم و تدريجي از سطوحي در نواحي مرئي تا سطوحي در نواحي مادون قرمز نشان مي دهد. و مقداري افزايش ميزان رطوبت، انعکاس در ناحيه مرئي و مادون قرمز را پايين مي آورد به طوري که شن و ماسه مرطوب يک نمودار مادون قرمز شبيه نمودار خاک دارد[17].

نمودار 2-3 : نمودار انعکاسي برخي محيط هاي طبيعي[17]
لازم به ذکر است دامنه تغييرات براي ميزان انعکاس رنگهاي استتاري ، در مقايسه با اشياء طبيعي به وسيله مراجع نظامي تعيين مي شوند ، به طوري که استانداردها بين سازمانهاي نظامي متفاوت است[6،23].
البته لباسهاي رنگي روشن مانند قهوه اي مايل به زرد خالص (مثل رنگ رايج کوير يا شن کنار دريا) براي استتار کوير و به ويژه (U.S Army 3-day desert print) براي کاربردهاي نظامي در خصوصيات انعکاس NIR مطابقت نمي کند. در نتيجه اين مواد پليمري (الياف) رنگي روشن، به آساني با وسيله کمکي ديد در شب مخصوصاً در ناحيه nm 900- 600 ديده ميشود. اما روش هاي شناخته شده براي کاهش انعکاس IR پارچه ها استفاده از رنگهاي جاذب IR در ترکيب با پارچه است[10].
2-9- پوشش هاي استتاري
پوششهاي استتاري انعکاس عادي شي را تعديل مي کند به طوري که شبيه محيط اطراف خود مي شود، بنابراين در حالت طبيعي و همين طور روشن سازي مصنوعي نميتوان آن را از محيط اطراف آن تشخيص داد. پوششهاي استتاري بايد هم نور مرئي را منعکس کند و هم تشعشع مادون قرمز را به همان مقدار انعکاس اشياي موجود در اطراف منعکس سازد. براي کاربردهاي زميني، مهم ترين محيطها براي استتار محيطهاي جنگلي با شاخ و برگ گياهان و درختان و نواحي بياباني است[24].
رنگ کردن تجهيزات با انواع رنگهاي استتاري مي تواند از شدت آشکار بودن آن بکاهد. براي ايجاد بيشترين تأثير، انواع پوششهاي بکار رفته در اين الگو بايد بهطور عمده از لحاظ انعکاس نور و تشعشع متفاوت باشند. پوششهايي که داراي قابليت تشعشع پايين هستند براي به حداقل رساندن اختلاف دماي بين وسايلي که در معرض تشعشع خورشيد هستند و محيط هستند بکار ميروند. هنگامي که قابليت تشعشع بين اجزاي رنگ متفاوت است بيشترين تأثير را دارند[1].

2-9-1- پوششهايي براي نواحي بيشه و جنگلي
رنگدانههاي به کار رفته براي توليد پوشش سبز رنگ اين نواحي به علت توانايي آنها در تکثير خاصيت انعکاس کلروفيل انتخاب مي شوند، اين رنگدانهي سبز مسئول رنگ مشخصه و انعکاس بالاي مادون قرمز پوشش گياهي است. انعکاس طيف درکلروفيل نشاندهندهي يک پيک نزديک طول موج 550 nm، مقادير کمتري در ناحيهي قرمز مرئي، يک شيب در رنگ قرمز در طول موج 650 -680 nm، افزايش شديد بين طول موج
680 -710 nm و مقادير بسياري از شکل در بالاي 720 nm نشان مي دهد. هدف از پوششهاي استتاري زميني در نواحي جنگلي اين است که با اين طيف مطابقت پيدا کنند. پوششهاي استتاري بايد انعکاس در ناحيه مادون قرمز نزديک بين 700 و 1200nm را کنترل نمايند؛ اتصال بين 700 و 900 nm مهم ترين مسئله است[25].
بيشترين ويژگيها براي پوششهاي استتاري به افزايش انعکاس بين 700 و 720 nm نياز دارند، و مستلزم اين است که انعکاس متوسط در ناحيه ي 700 -900 nm بيشتر از انعکاس متوسط در ناحيه ي
600 -690 nm باشد. چنين پوششهايي طيف انعکاس کلروفيل را به حداکثر مي رساند و در مادون قرمز ظاهر مي شود تا همان انعکاس را به صورت پوشش گياهي طبيعي داشته باشد[1].
بسياري از رنگدانههاي سبز شبيه رنگ کلروفيل هستند، اما بر خلاف کلروفيل، قدرت جذب بالايي را در مادون قرمز نزديک نشان مي دهند. کروميوم تري اکسيد سبز رنگ است و داراي منحني انعکاسي شبيه کلروفيل است و به عنوان رنگدانهي اصلي در رنگهاي استتاري مادون قرمز نزديک است. براي برخي از خصوصياتي که براي افزايش سريع در مادون قرمز نزديک به انعکاس نياز ندارند، کروميوم تري اکسيد با ته رنگي سايه مانند سايه ي مورد نظر را در مادون قرمز نزديک ايجاد مي کند و هنوز هم مي تواند به عنوان رنگدانهي پايه استفاده شود. هر چند وقتي عکس برداري با مادون قرمز يا روشهاي اکتشافي جديد انجام مي شود، اين رنگدانهها به راحتي به صورت سايههاي تيره در مقابل زمينهي روشن پوشش گياهي طبيعي مشاهده
مي شوند[1].
فرمولاسيونهاي قديميتر بر اساس کرومات سرب (کروم زرد)، کروم سرب پايه اي (کروم نارنجي) و کروم سرب موليبدات (نارنجي سير)، که با رنگدانههاي آبي و قرمز مخلوط شده اند، پوششهاي استتاري را در انواع سايه هاي سبز توليد مي کنند. اما استفادهي آنها به علت وجود سرب بسيار زياد در ايالات متحده کوتاه مدت بوده است[26].
طيفي از رنگهاي قابل مشاهده براي پوششهاي استتاري مدرن استفاده مي شود. هر رنگ توسط مقدار روشني آن (Y) مشخص مي شود و رنگهاي آن با x و y هماهنگي مي يابد؛ اين پارامترها را کميسيون بين المللي روشن سازي تعيين مي کند، که آن را به عنوانCIE7 ميشناسند که نام آن را از فرانسه
گرفتهاند[1].
اين رنگ مطلوب به صورت يک نقطه روي نمودار رنگي طراحي مي شود و ميزان حد رنگ آن با مرزي تعيين مي شود که روي آن همهي نقطههايي قرار مي گيرد که از رنگ مورد نظر متفاوت است ولي همان تفاوت ظاهري را دارا مي باشد[27]. اين مرز به طور عادي شکل يک بيضي را به خود مي گيرد که در شکل 2-4 براي رنگ استتاري سبز جنگلي امريکا استفاده شده است. در اين مورد تفاوت ظاهري با اداره ي ملي استانداردهاي آمريکا مشخص مي شود که با استفاده از معادلات پيچيده با معيارهايy و xو Yرنگهاي نمونه و استاندارد محاسبه مي شود[28].
نمودار 2-4 : نمودار رنگي استتار سبز جنگلي آمريکا[28]
انعکاس درمادون قرمز به طرق مختلف مشخص مي شود. در ايالات متحده، انعکاس مادون قرمز با طيف باريکي از معيارهاي مجاز به صورتي که در شکل 2-5 نشان داده شده مشخص مي شود. کروميوم تري اکسيد به تنهايي نمي تواند اين نياز را برآورده سازد. ياقوتهاي سرخ کروميت کبالت حاوي مقدار کمي از روي و تيتانيوم هستند و مؤثرترين رنگدانهها براي اين منظور به شمار ميروند و ته رنگ طيفي مطلوب را با آهن و کروميوم تري اکسيد و زرد آلي، قهوه اي و بنفش ايجاد مي کنند. اين پوشش داراي قابليت انعکاس 42? در 800 نانومتر است و 60 درجه براقيت دارد. دستور ساخت اين پوشش در جدول 2-1 آمده است[27].
شکل 2-5 : محدوده انعکاس مادون قرمز در ايالت متحده امريکا[27]
جدول 2-1 : فرمولاسيون پوشش ميناي زيتوني[27]
IngredientOil absorptionSpecific gravityPoundsGallonsChromium trioxide225.12141.453.32Red iron oxide184.908.200.20Yellow iron oxide364.0323.270.70Titanium dioxide,10?m173.90114.333.52Magnesium silicate452.7581.883.57Silicone alkyd resin,70%0.96188.2222.54Cobalt octoate,6%1.330.18Calcium octoate,5%205.370.70Zirconium octoate,20%1.110.12Methyl ethyl ketoxime8.801.01White spirit0.7946.146.67Total620.2945.532-9-2- پوششهايي براي نواحي بياباني
براي اين نواحي، ماسهي طبيعي و رنگ زمين در طيف خاکستري، قرمز، نارنجي، زرد و رنگهاي


پاسخ دهید