新型非金属材料

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1、新型雷达波吸收材料研究进展随着军事技术的不断发展，雷达、毫米波、红外、激光、多光谱和声波等现代探测和制导技术人量应用于武器系统中，给飞机、舰艇、坦克及其它武器的生存造成了极人的威胁。隐身材料技术作为提高武辭系统牛存和突防能力，提高武器装备隐身能力，提窩总体作战效能的有效手段，受到世界各军事大国的高度重视，频带宽、效率高、密度小以及兼容型吸波材料成为研究的热点。美陆军已计划广泛研究川于地血车辆的辐射率/反辐射率可控的低可视性涂料，研究能对背景和威胁口动做出反应的自适应涂料，以便降低红外、对见光、雷达、声、磁

2、等信号特征。与以往相比，美军军用车辆的雷达和热信号特征，在2000年时己降低了50%,预计到2005年将降低70%11Jo隐身材料技术已是满足今后高科技作战需求的不可缺少的关键技术Z—。雷达隐身技术的日的是要使武器的雷达1=1标特征，即散射信号(RCS)减弱到最小程度。武器的宙达散射信号的人小一般川宙达散射截面来表示。根据宙达距离方程：y=K(1)式中y为雷达的探测距离，K为比例系数，取决于雷达性能，为雷达散射截面值。可知，廿标的值降为原來的10%时，)，减小为原來的56%,H标的值降为原來的1%时，7减

3、小为原來的31%,山此口J见雷达隐身技术的作用。减小武器(RCS)值的途径主要有外形技术、阻抗加载技术、材料技术等。英中材料技术是止在兴起的行之有效的隐身手段，受到各军事强国的广泛关注。吸波材料的吸波原理电磁波在空气中传播遇到媒质时，rh于媒质的阻抗与口市空间的阻抗不匹配，电磁波在空气与媒质界血发牛反射。透射波进入媒质内部在其中传播并与媒质发牛相互作用阳被转换成其它诸如机械能、电能和热能等形式的能量消耗掉。材料对电磁波的吸收，关键在于吸波体与空气媒质的阻抗是否匹配。当电磁波通过阻抗为Zn的自由空I'可入射

4、到输入阻抗为的吸收波界血上时，一部分被反射，另一部分进入吸波体.2新型雷达波吸收材料吸波材料是实现武器装备隐身的重要手段，其开发和应用是隐身技术发展的重要内容之一。近年来，国内外诸多学者在研究并改进传统的吸波材料的同时，对新型吸波材料进行了一些有益的探索。廿前已投入使用和正在研制的新型吸波材料主要有2.1纳米吸波材料纳米材料是指材料组分的特征尺寸在纳米量级的材料，它独特的结构使其自身具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界而效应。由于纳米微粒尺寸小，比表而积大，表面原子比例高，悬挂键增多，从而界面极

5、化和多重散射成为重要的吸波机制。量子尺寸效应使纳米粒子的电子能级发牛分裂，分裂的能级间隔正处丁•微波的能量范围内，从而导致新的吸波通道。纳米微粒的上述特征为雷达波的吸收提供了新的吸波机制和更多的通道。所以在电磁特性方血，纳米材料与大尺度的材料相比，具有吸波性能好、频带宽等优点，因而在电子对抗中有着广阔的应用前景。纳米吸波材料具有极好的吸波特性，同时具有宽频带、兼容性好、质量轻和厚度薄等特点，其作为种新型的吸收剂已成为各军事强国研究的热点。美国已经研制出第四代纳米吸波材料“超墨粉”，其对雷达波的吸收率可达9

6、9%。法国研制成功-•种宽频谱微波吸收涂层，该涂层由粘结剂和纳米级微粉填充材料构成，这种多膜叠合而成的结构具有良好的磁导率,在50MHz-50GHz频率范围内吸收性能较好。美国的Silks公司利用一种超细陶瓷球粉体-8u,添加在普通的漆屮，喷涂在飞机和车辆上，可以提高隐形能力，还可以涂覆在电子装备上来对付电子干扰。陈曙等采用化学法成功制备了FeB超细非晶合金颗粒，并对其吸波性能进行了研究，结果表明，这种纳米颗粒具有较大的内禀磁损耗，是一种有应用潜力的吸波材料。2.2宽频谱吸波材料现代光电技术的迅速发展使精

7、确制导武器能在可见光、红外、毫米波、以至米波的宽频段内对忖标进行侦察观测，因此仅采用对抗单一频带的隐身材料是远远不够的，只有能够对抗多种探测仪器的宽频谱隐身材料才能满足军事装备隐身的需耍，这也是材料隐身技术发展的重要方向之一。欧洲专利介绍了徳国公司研究的一•种多频谱隐身材料，这种隐身材料可用于生产军用伪装网。这种隐身网的优点是制造简单，成本较低，并口能在口J见光波段、红外波段和宙达波段隐身。美国专利LSP5661484介绍了一种宽带吸收材料，由两种不同的纤维任意分散在电介质包覆层屮形成。其屮一种纤维由一定

8、阻抗的石墨丝组成，另一种纤维由表面涂覆金属的导电石墨•丝组成。纤维的合适选择使该材料具有宽带或多频谱的吸收特性。美国公司研制出一•种多频谱超轻型吸波材料，这种新型材料为柔性复合材料，主要成分为聚合物，经过多道工序制得。该材料很轻，其质量只有131g/m2,即可吸收雷达发射的频率髙达140GHZ的厘米波和毫米波,又可防近红外（0・6〜0.9m）、冲红8b（3〜5m）、远红外（8〜10gm）,还能防波长为0・3〜0.7m的可见光。