导电高分子在隐身材料中的应用

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1、导电高分子材料在隐身技术中的应用赵帅作者简介：赵帅（1984），男，硕士研究生，橡塑材料与工程教育部重点实验室，邮箱：lyzhsh@163.com。（青岛科技大学，橡塑材料与工程教育部重点实验室，青岛266042）摘要：本文简单的介绍一些有关隐身技术的知识，并在此基础上主要介绍了导电高分子材料在隐身技术上的应用。导电高分子隐身材料可分为结构型和复合型。两者在应用上各有优点和缺点，作者分别对其作了简单的讨论。关键词：隐身技术；隐身材料；导电高分子；碳纳米管theApplicationofConduct

2、ivePolymerMaterialsinthefieldofStealthTechnologyZHAOShuai（QingdaoUniversityofScienceandTechnology,KeyLabofRubber-PlasticsofEducationalMinistry,Qingdao266042）Abstract:Inthisinterview,theauthorintroducedsomeknowledgeaboutstealthtechnologysimply.Onthebasi

3、softhis,theauthorintroducedtheapplicationofconductivepolymermaterialsinthefieldofstealthtechnologyindetail.Conductivepolymerstealthmaterialscanbeclassifiedintotwocategories:structuredanddoped.Bothhaveadvantagesandshortcomings,whichwerediscussedseparate

4、lybytheauthor.Keyword：stealthtechnology;stealthmaterials;conductivepolymer;carbonnanotube1引言隐身技术作为军事领域中最热门的话题之一吸引了来自电子学、材料学、声学、光学等许多领域研究者们的广泛关注。所谓隐身技术，就是指在一定的探测环境中控制和降低各种武器装备的特征信号，使其在一定范围内难以被发现、识别和攻击的技术[1]。目前的探测技术主要有：雷达探测、激光探测和红外探测技术。从本质上来说，三者都是利用电磁波发射

5、器发射一定频率的电磁波，然后利用目标反射回来的电磁波对目标进行定位。因此，目前隐身技术的关键就是利用各种方法降低反射的电磁波。隐身技术可分为有源隐身技术和无源隐身技术。所谓有源是利用计算机分析外来探测信号，并及时主动发射相应的干扰信号，已达到自身的隐蔽。例如，等离子体隐身技术、电磁对消技术和雷达干扰技术等。而无源隐身技术是一种被动的隐身技术，它包括结构技术和隐身材料技术。隐身结构技术是在尽量不影响功能的条件下降低自身特征信号，并设法减少6电磁波反射截面积，即外形的设计。隐身材料技术是利用某些对电磁波

6、有吸收衰减作用的材料来“伪装”目标，降低电磁波的反射。对于一架总体隐身效果为20dB的飞行器，其结构隐身效果为5~6dB，吸波材料隐身效果则为7~8dB[2]。由此可见，隐身材料技术在隐身方面发挥了重要的作用，是隐身技术的关键。美国国防部已经将隐身材料的研制列为重点发展计划，要求未来的隐身材料应具有厚度薄、质量轻、频带宽、多功能、强吸收等特点。2隐身材料隐身材料是通过对电磁波的吸收而实现隐身的，因此，一方面要使电磁波最大限度的进入材料内部而不被表面反射；另一方面要使进入材料的电磁波最大限度的被吸收。

7、要满足以上两个条件，材料的电磁参数应当相互匹配[3]。ε=ε’-jε”(1)μ=μ’-jμ”(2)式中：ε——材料的复介电常数；ε’、ε”——复介电常数的实部、虚部；μ——材料的复磁导率；μ’、μ”——复磁导率的实部、虚部。ε’、μ’分别表征电介质储存电荷或能量能力、磁介质储能能力；ε”、μ”表征电介质和磁介质损耗能量的能力。研究表明，当ε’=μ’时，材料表面对电磁波的反射率较少，而ε”和μ”越大，电磁波损耗越大。按照吸波材料的损耗机理可分为：电损耗型和磁损耗型。针对未来隐身材料“薄、轻、宽、强”的

8、要求，目前各国正在积极发展新型隐身材料，从目前的报道接过来看，主要有以下几类：导电高聚物、纳米隐身材料、手性材料、多晶铁纤维、耐高温陶瓷以及盐类吸收剂。其中，导电高分子材料由于具有独特的物理化学性能、电磁参数可调、表观密度低、易加工成型等特点，将其与无机磁损耗物质复合，可望发展成为一种新型的轻质宽频隐身材料。因而导电聚合物作为新型隐身材料备受世界关注。自20世纪90年代开始，美、法、日等国开展了导电高分子雷达吸波材料的研究，设想将其作为未来隐身战机及侦察机的“灵巧蒙皮