题目：基于硅藻的电磁微粒红外特性研究

基于微生物的生物约束成形是以具有标准外形的微生物为模板，在其表面包覆功能材质，以制造具有特殊形貌及功能的功能微粒，进而制造功能材料。该技术已经成功应用于雷达波吸收材料的制造。伴随着军事技术的发展，现代武器不仅需要雷达波隐身，而且需要红外、可见光等更多频段的隐身。因此本文在前期生物约束成形研究用于雷达隐身材料制造的基础上，进一步探索用于红外隐身的可行性。

同雷达波隐身涂层类似，红外隐身涂层的隐身性能主要取决于其内部电磁微粒的红外辐射特性。本文首先全面分析和研究现有的国内外低发射率红外隐身填料，然后以具有微纳多级孔隙结构的硅藻土为模板，通过不同薄膜沉积工艺将多种低发射率材质包覆到硅藻土表面，来制造红外隐身填料微粒，并对其红外辐射特性进行研究。把微生物引入红外隐身领域，进一步拓展生物约束成形应用范围，具有深远的理论意义和重要的国防价值。

为研究不同硅藻土模板对所得电磁微粒红外特性的影响，分别选取经过超声清洗并筛选的初筛硅藻土、经过沉降处理的精筛硅藻土、使用氢氟酸扩孔的扩孔硅藻土以及研磨后的碎硅藻土作为成形模板；然后采用化学镀工艺分别沉积包覆铜和银，成功制得生物型电磁微粒，并对其红外辐射特性进行对比研究。发现相同条件下以碎硅藻土为模板的填料所制得的涂层具有最好的喷涂效果，红外发射率最低。进一步对碎硅藻土模板上化学镀铜、银和铜@银的工艺进行优化，研究了填料质量分数对涂层红外发射率的影响，以及银膜质量分数和铜@银膜的质量分数对硅藻土形貌的影响，探索出化学镀银膜的最佳镀银质量分数和化学镀铜@银膜的最佳镀液比例。研究表明，以化学镀工艺制得的电磁微粒作为填料的涂层光泽度较低，但其红外发射率最低只能降至0.64，与实际的工程应用还有一定的差距。

针对上述问题，采用磁控溅射方法在硅藻土模板上溅射包覆铝膜和银膜，研究两种薄膜的红外发射率随溅射时间和功率变化规律。结果表明以磁控溅射工艺制得的电磁微粒为填料的涂层红外发射率显著降低，具有很好的应用前景。

进一步对基于硅藻的电磁微粒红外-可见光隐身兼容性能进行研究，比较硅藻基的电磁微粒与传统填料的电磁微粒红外-可见光兼容隐身性能。探讨了硅藻亚孔结构和凸台的边沿效应对红外发射率和可见光的影响。

最后，对生物型红外电磁微粒将来的发展前景进行了综合分析。对生物型红外电磁微粒的尺寸，成膜材质，成膜工艺的选择和发展提供了一些基础性建议。进一步明确生物型红外电磁微粒的方向目标，为生物型红外电磁微粒的发展奠定了基础。