纳米隐身材料及其在信息化战争中的应用.docx

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1、学院：＿材料科学与工程＿专业：＿功能材料＿班级：＿功材1301＿姓名：丁仁勋学号：2013041103009……………………装…………订……………线……………………沈阳航空航天大学材料科学与工程学院2014——2015学年第一学期试卷课程名称：学科前沿导论试卷类型：课程论文考试方式：考查（卷面总分100分，占总成绩：70%）总分评卷教师签字题目：纳米隐身材料及其在信息化战争的应用10要求：1．结合课程内容和知识点撰写论文或调查报告。2．论点明确，论证充分，文章结构合理，表达准确。3．字数在3000-5000字之间。4．一律用A4纸打印。5．不许照搬他人文章，独立完成。6.抄袭者，成绩按不

2、及格给予纳米隐身材料及其在信息化战争中的应用摘要:论述了纳米隐身材料的一些特殊性质；介绍了国内外纳米隐身材料的研究概况；展望了纳米隐身材料的应用前景和未来发展方向。关键词：纳米材料；吸波性能；隐身Stealthynano-materialsanditsapplicationsintheinformativewarAbstract:thespecialpropertiesofstealthynano-materialsaredescribed.Thedevelopmentstatusareintroduced.Anditsapplicationsandfuturedevelopmentsa

3、rerorecasted.Keywards:nano-material；absorbingability；stealthy1.引言在信息化战争中，武器平台的高度信息化和电子化，使飞机、坦克、舰艇等所处的作战环境日益复杂。它们除受地面或空中的火力威胁和电干扰外，其一举一动还处于雷达、红外、激光等探测器的严密监视之下，使其生存能力和战斗力面临极大的挑战。有效的应对措施是在这些武器装备表面涂覆一层特殊物质将雷达等探测器所发出的电磁波吸收，使探测器丧失发现目标的功能，以达到“隐身”的目的。隐身技术实质上是要降低突防目标的雷达、红外、声学和光学的特征，使敌方各种探测系统难于发现探测和跟踪目标，从而

4、保证目标在突防中的生存能力。由于隐身武器系统具有隐蔽性好、生存能力强、易于从不同高度灵活多变地突破战术和战略防御网的特点，因而对信息化战争将产生深远影响，具有重要的战略和常规威慑力量。10隐身技术主要有材料隐身和结构隐身两大类。新一代战斗机要达到隐身的目的，一是靠外形设计，但这受到飞机气动性能的限制；二是广泛采用吸波材料或涂料。隐身材料的作用是当入射电磁波在介质中传播时，由于介质损耗，电磁波的能量转化成热能而被吸收，从而产生隐身效果。隐身材料是由介质和胶粘剂组成，其中损耗介(吸收剂)的性能、数量及匹配选择是隐身材料设计中极为重要的环节，而影响隐身材料性能的决定因素是复合介电常数和复磁导率

5、。隐身武器对隐身材料的要求主要有：材料能在较宽频率范围内对电磁波具有高的吸收率；吸收材料的特性阻抗要与入射电磁波的空间特性阻抗相匹配；材料的电磁损耗要大，从而使电磁波转化为热能的效率高；材料的机械性能好、重量轻，并且耐温、耐湿、辐射和抗腐蚀性能好。能完全满足上述要求的最理想的材料当属纳米隐身材料。纳米材料所以具有优异的吸收电磁波性能，其原因在与：①纳米材料的界面组元所占比例大，纳米颗粒表面原子比例高，不饱和键和悬挂键增多，大量悬挂键的存在使界面极化，吸收频带展宽。②纳米材料量子尺寸效应使电子能级分裂，分裂的能级间距正处于微波的能量范围，为纳米材料创造了新的吸收通道。③纳米材料中的原子和电

6、子在微波场的辐照下，运动加剧，增加电磁能转化为热能的效率，从而提高对电磁波的吸收性能。根据吸收机理的不同，纳米隐身（吸波）材料主要可分为电损耗型和磁损耗型两大类，前者如纳米导电性石墨粉、碳化硅纤维、碳纳米管等，主要特点是具有较高的电损耗正切角，依靠介质电子极化、离子极化、分子极化或界面极化的衰减来吸收电磁波；后者包括纳米铁氧体粉、磁性金属粉、磁性纤维等，具有较高的磁损耗正切角，利用磁滞损耗、畴壁共振和自然共振，后效损耗等磁极化机制衰减，吸收电磁波。国外有专家曾预言，未来战争将是“小鱼吃大鱼”的战争，其含义就是纳米材料及其技术在制作nm级武器等方面的应用。2纳米隐身材料2.1碳纳米管10碳

7、纳米管（CNTs）由单层或多层石墨片围绕同心轴卷曲而成的无缝管状结构，它尺寸小，比表面积大，表面原子比例高，因而增大了CNTs的活性。由于特殊的结构和介电性质，CNTs表现出较强的宽带微波吸收性能，同时还具有质量轻、导电性可调、高温抗氧化性能和稳定性好等特点，是一种理想的微波吸收剂。由于CNTs具有良好的导电性能，作为微波吸收剂将其引入聚合物中可形成导电网络，而且对复合材料具有增强作用，与聚合物复合可成为一种性能优良的电阻型宽带吸波