碳气凝胶具有比表面积大、电导率高、孔隙率高、密度低等显著特点,符合烟幕材料的基本要求,但将其应用于烟幕材料的研究还处于起步阶段,研究人员只是初步证实了碳气凝胶用作新型烟幕材料的可能性。本文采用实验方法和仿真计算两种研究手段,开展了碳气凝胶新型烟幕材料红外消光特性研究。首先,基于溶胶-凝胶法完成了碳气凝胶块体材料的制备,得到了含碳量大于94%的多孔碳气凝胶块体材料;采用机械球磨法将块体材料加工制备成超细粉体材料,系统研究了球料比、球磨时间等工艺参数对粉体特性的影响。其次,利用室内烟幕性能测试方法,开展了碳气凝胶烟幕材料红外消光性能测试,系统研究了碳气凝胶烟幕材料的红外衰减率、留空性能和质量消光系数等消光特性,建立了球磨时间、粒径、质量浓度等因素与其消光性能之间的联系。第三,采用浇筑法和压片法制备了不同碳气凝胶含量的块体样品,利用原子力显微镜对样品表面形貌和粗糙度进行了表征,然后利用椭偏法测试了样品紫外-近红外和红外波段的复折射率,为碳气凝胶粒子红外消光性能的计算模拟奠定了基础。最后,利用时域有限差分法方法构建了碳气凝胶烟幕粒子的消光计算模型,并对模型的正确性和准确性进行了验证,计算了球形和圆片状碳气凝胶粒子在1μm～14μm波长范围内的消光性能,研究了形状、半径、厚度等因素对其红外消光性能的影响规律。本文研究工作得到的理论和实验结果,揭示了形状、尺寸、加工工艺等因素对碳气凝胶烟幕材料红外消光特性的影响规律,为开发高性能的碳气凝胶烟幕新材料奠定了良好的技术基础。