隐形材料及应用——姜云瑛

隐形材料及应用,姜云瑛11095103材料物理1班,第一类隐形材料,定义：旨在降低武器装备的雷达、红外、可见光或声波等可探测信号特征、使之难以被探测、识别、跟踪或攻击的一种特殊用途材料。,F-117A,B-2,第二类隐形材料,定义：一种新型人造材料，用来控制光线及物体周围其他的电磁射线，让这些光线和射线给人“隐身”的感觉，就像是隐藏在太空的黑洞里一样。,电磁波与物体的作用：反射、透射、吸收,1、雷达利用波的反射来探测物体2、人利用光的反射来观察物体,第一类隐身材料把入射的波吸收掉,第二类隐身材料利用电磁波的透射,第一类隐形材料原理,这类隐形材料通过吸收掉探测波而不是反射掉来自雷达的能量。分两大类，一类是谐振型，一类是宽频带型。其中谐振型雷达吸波材料是为了某一频率而设计的、以磁性材料为基础、能把相消干涉和衰减结合起来的吸波材料。宽频带雷达吸波材料通常通过把碳-耗能塑料材料加到聚氨酯泡沫之类的基体中制成，它在一个相当宽的频率范围内保持有效性。把雷达吸波材料与雷达能量可以透过的刚性物质相结合从而达到隐形效果,第一类隐形材料雷达吸波材料,雷达吸波材料,雷达吸波材料是最重要的隐身材料之一，它能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。,磁损性涂料磁损性涂料主要由铁氧体等磁性填料分散在介电聚合物中组成。目前国外航空器的雷达吸波涂层大都属于这一类。,电损性涂料电损性涂料通常以各种形式的碳、SiC粉、金属或镀金属纤维为吸收剂，以介电聚合物为粘接剂所组成。,第一类隐形材料红外隐身材料,红外隐身材料作为热红外隐身材料中最重要的品种，因其坚固耐用、成本低廉、制造施工方便，且不受目标几何形状限制等优点一直受到各国的重视，是近年来发展最快的热隐身材料,第一类隐形材料纳米复合隐身材料,纳米材料的特性表面效应：纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例，随着粒径的减小，表面原子数量比迅速增加。由于表面原子数量比增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合。量子尺寸效应。粒子尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子连续能级离散化，致使纳米材料具有高的光学非线性，特异的催化及光催化特性。小尺寸效应。当超细微粒的尺寸与光波波长或德布罗意波长及超导态的相干长度等物理尺寸特征相当或者更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，从而产生一系列的光学、热学、磁学和力学性质。,第一类隐形材料纳米复合隐身材料,纳米粒子对红外和电磁波屏蔽的机理主要有两方面：（1）由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多。这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用。（2）纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉体大很多，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到屏蔽作用。,第二类隐形材料,恩格赫塔正在用一种被称为元材料的新奇材料研制隐形服。英国物理学家彭德利和同事也使用元材料，它能让电磁射线比如无线电波或可见光等，向任何方向折射。,第二类隐形材料,用这种材料制成的外衣，既不反射光线也不投射阴影。就像一条小河沿着一块平滑的大石头流淌一样，光线和电磁射线，照射到斗篷上后就顺着衣服“流走”了，就好像从未碰到障碍物一样。旁人无法在衣服上看到光线，一切就这样消失了。,隐形材料的军事应用,现代战场上，被发现往往意味着被摧毁，当前主战坦克面临着空中和地面的多重威胁，坦克专家们在提高坦克的装甲防护水平及采用新型主动防护技术的同时，已经开始从另外一个角度提高坦克的生存能力，即发展隐身技术，把坦克被敌方发现的几率降到最,低水平。隐身技术是现代高技术战争不可缺少的高新技术，有效利用这些技术，可以按照作战意图，掩蔽或显示力量；消耗敌方力量，特别是精确制导武器；有意识地造成敌方判断错误，从而赢得有利战机。,隐形飞机,隐形核潜艇,隐形作战服,隐形技术应用前景,隐形技术在军用和民用方面的前景很广阔。例如，可研制一种容器遮蔽核磁共振扫描仪干扰；可建隐形罩以避免障碍物阻挡手机信号；甚至可在炼油厂上建一个隐形罩，使它不影响海边的美丽风景。医生手术所戴的手套使