具有隐身效果的涂料1

1,具有隐身效果的涂料,2,隐身涂料的应用领域,军事,隐身涂料,军事,生物医药,3,1.军事上的应用,隐身涂料作为一种最方便、最经济、极强适应性的隐身技术已经在航空航天、军事装备上得到广泛应用。近年来，美、英、俄、法等军事强国纷纷投入巨资加大隐身涂料的开发力度。显而易见，隐身涂料的发展不仅标志着一个国家科学领域的进步，而且关系到国防力量的巩固，现阶段存在巨大的生存和发展空间。,4,2.分类,按隐身范围分类：,雷达吸波涂料,红外隐身涂料,可见光隐身涂料,激光隐身涂料,复合型隐身涂料,隐身涂料,5,2.1雷达吸波涂料,雷达吸波材料是指能吸收衰减入射的电磁波，将电磁能转换成热能而消耗掉或使电磁波因干涉而消失的一类功能复合材料。雷达是目前军事上最重要的侦察手段之一，因此雷达隐身是隐身技术中的重点,6,2.1雷达吸波涂料,按损耗介质分类,7,2.1雷达吸波涂料,按材料分类,铁氧体吸波涂料,导电高分子吸波涂料,金属微粉吸波涂料,纳米吸波涂料,纳米吸波涂料,水下吸声涂料,等离子体吸波涂料,8,2.1雷达吸波涂料,导电高分子吸波涂料导电高分子吸波涂料主要是利用某些具有共轭主链的高分子聚合物，通过化学或电化学方法与掺杂剂进行电荷转移作用来设计其导电结构，实现阻抗匹配和电磁损耗，从而吸收雷达波。研究的重点是视黄基席夫碱及其络合物，特别是芳香族的对苯二胺席夫碱和脂肪族的乙二胺席夫碱，吸收频带较宽。两者结构如下：,9,2.1雷达吸波涂料,对苯二胺席夫碱,乙二胺席夫碱,10,2.1雷达吸波涂料,11,2.1雷达吸波涂料,纳米吸波涂料纳米材料粒子由于粒径极小，比表面积大，处于表面的原子比例增大，增强了活性，在电磁场作用下，原子、电子运动加剧，促使磁化，使得电磁能转化为其它形式的能，增加对电磁波的吸收。同时纳米粒子具有较高的矫顽力，可引起大的磁滞损耗。将纳米材料作为吸收剂制成涂料，易于实现高吸收、涂层薄、重量轻、吸收频带宽、红外微波吸收兼容等要求，是一种非常有发展前景的高性能、多功能吸波涂料。,12,2.1雷达吸波涂料,铁氧体吸波涂料吸波机理：磁损耗特点：密度较大、温度稳定性较差，但同时具有较好的频率特性，在低频拓宽频带方面具有良好的应用前景。实例：NiZn、LiZn、NiCd、MgCuZn铁氧体等。,13,2.1雷达吸波涂料,金属微粉吸波涂料主体吸收剂：具有磁性的羰基金属微粉，主要包括羰基铁、羰基镍和羰基钴等，粒度一般为0.520m。损耗机理：磁损耗。特点：同时具有自由电子吸波和磁损耗，因而从理论上讲，比铁氧体具有更好的吸波性能，温度稳定性好，但是存在以下缺点：抗氧化、耐酸碱能力差，低频段吸收性能较差，密度较大，吸收剂体积占空比一般大于50%。实例：微米级（110m）的Fe、Co、Ni及其合金粉。,14,2.1雷达吸波涂料,水下吸声涂料能大幅度地吸收对方主动雷达探测声波的能量,减少主动声纳的反射应用实例：橡胶类、聚氨酯类,15,2.1雷达吸波涂料,以聚氨酯为基体，研究石墨对涂层的吸声性能的影响,16,等离子体隐身涂料：飞机周围形成一种特殊的等离子体在自由空间与等离子体分界面处,或者等离子体内电子密度不均匀处,由于折射率不连续,电磁波要产生折射,从而改变电磁波的传播方向。同时等离子体内对电磁波的衰减成指数关系。,2.1雷达吸波涂料,17,结果：因目标外等离子体包层的折射,电磁射线严重偏离原方向,根本打不到目标上;或者即使电磁射线打到了目标上并产生反射,但经过一去一回的两次折射,电磁波在其中大量衰减,达到隐身目的,2.1雷达吸波涂料,18,1.2雷达吸波涂料,应用：生产各类隐身的侦察机、战斗机、巡航导弹、舰船、坦克等。如美国的F-22隐身战斗机、AGM-129战略巡航导弹美国的“阿利忻克”级宙斯盾驱逐舰、T-80主战坦克。未来发展：隐身机库、隐身帐篷以及士兵隐身作战服。,19,2.2红外隐身涂层材料,隐身机理主要针对红外热像仪的侦察，旨在降低武器在红外波段的亮度，掩盖或变形武器在红外热像仪的形状，降低其被发现和识别的概率。斯蒂芬-玻尔兹曼定律：E=Eb=T4实现红外隐身两条途径：1.控制目标的表面温度2.降低表面发射率,20,2.2红外隐身涂层材料,红外隐身涂料的组成：,21,2.2红外隐身涂层材料,2.2.1颜料：颜料是影响涂料隐身性能的基本因素之一，其选择应符合以下要求：在红外波段有较低的发射率或较高的透射率，其红外吸收峰不能在大气窗口内。在红外波段具有较低的吸收率。能与雷达、可见光和近红外等波段的隐身要求兼容,22,2.2红外隐身涂层材料,金属颜料：金属颜料的高反射性使其成为迄今为止报导最多的用于红外隐身涂料的颜料。它的颗粒形态、尺寸、含量和种类均显著影响涂层的光学性能,23,2.2红外隐身涂层材料,着色颜料：使用着色颜料主要是为了满足可见光与近红外伪装兼容性的要求，一般仅要求其不损害涂料的热隐身性能即可。着色颜料粒子大小对隐身性能影响很大，一般认为，其粒子尺寸应小于热红外波长，大于近红外波长，一般在0.53.0m。,24,2.2红外隐身涂层材料,半导体颜料由金属氧化物（主体）和掺杂剂（载流子给予体）两种基本成分构成。通过适当选择载流子密度，载流子迁移率和载流子碰撞频率等参数，可以使掺杂半导体在红外波段有较低的发射率，而在微波和毫米波段具有较高的吸收率，可用来解决红外光与可见光、雷达波、激光等波段隐身兼容性的问题,25,2.2红外隐身涂层材料,ZnO中掺杂Al,26,2.2红外隐身涂层材料,27,2.2红外隐身涂层材料,2.2.2粘合剂粘结剂是涂料的主要成膜物质。粘合剂透红外性越好，吸收越弱，发射率就越低。具备两个必要条件：1.要有红外波段高透明或低吸收性能；2.是有良好的物理机械性能。,28,2.2红外隐身涂层材料,有机粘合剂有机粘合剂既有较低的红外吸收率，又有较好的物理机械性能，是理想的热红外隐身涂料粘合剂。选用不含有强吸收官能团的树脂可以减少红外频段的强烈吸收。无机粘合剂：无机基料性能比较简单，红外吸收率也较低，但物理机械性能和施工性能较差。实例：无机磷酸盐基料。,29,2.2红外隐身涂层材料,2.2.3添加剂添加剂主要是为了提高红外隐身涂料的隐身性能。加入硫化锌、硒化锌、硫化铟钙、砷化稼、磷化稼和锗等，可以使铝粉含量低的涂料的发射率降低和漫反射率增加。,30,2.3可见光隐身涂料,原理：使目标的反射率尽可能与周围环境的反射率一致。而在目标表面涂敷由颜料颗粒和黏结剂组成的涂料是改变其反射率特性的一种简单方法。可见光隐身材料的最新进展主要表现在两个方面：1.是智能隐身材料的研究开发2.是纳米隐身材料在伪装织物上的应用。,31,2.4激光隐身涂料,原理：尽量降低其反射率，减小目标的激光反射面。实现目标激光隐身的方法是改变目标对激光的反射特性，涂覆激光隐身涂层等，使目标对激光具有强的吸收和散射作用，从而实现极小的反射信号。,32,2.5光电复合隐身涂料,通过在红外隐身涂料中掺杂半导体材料达到可见光、红外、激光三者的兼容。目前效果较好的半导体材料为InO3、In2O、SnO2等。此外，还有多层敷型，如激光/雷达复合隐身涂料，则是在底面涂敷一层雷达隐身材料，表面涂敷激光隐身材料，从而使涂层兼顾雷达隐身与激光隐身的效果。,33,药物隐身涂层,由于聚