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隐身材料

0 前言

1 雷达隐身材料

1.1 涂敷型吸波材料

1.2 结构型吸波材料

2 红外隐身材料

2.1 控制比辐射率

2.2 控制温度

3 激光隐身材料

3.1 激光隐身原理

3.2 激光隐身材料技术

3.3 激光隐身材料的发展

4 多波段复合兼容隐身材料

4.1 雷达/ 红外兼容隐身材料

4.2 红外/ 激光兼容隐身材料

4.3 雷达/ 激光兼容隐身材料

4.4 雷达/ 红外/ 激光兼容隐身材料

5 隐身材料发展前沿

5.1 纳米隐身材料

5.1.1 纳米材料的特性

5.1.2 纳米复合隐身材料的隐身机理

5.1.3 纳米复合隐身材料的复合新技术5.2 智能隐身材料

5.2.1 可见光智能隐身材料

5.2.2 红外智能隐身材料

5.2.3 智能蒙皮

5.2.4 智能隐身材料的发展趋势

6 展望

0 前言

2011年1月11日，中国歼20隐形战斗机进行首次升空试飞，受到世界关注，也引起了人们对隐身技术的兴趣。随着现代各种光电磁探测技术的迅猛发展,传统的作战武器所受到的威胁越来越严重。绝大多数重型武器（飞机、坦克、火炮、军舰、导弹、航天器）主要是金属装置，最易被各种光电磁热探测，隐身技术作为提高武器系统生存、突防,尤其是纵深打击能力的有效手段,已经成为海、陆、空立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段,材料的隐身手段显得尤为重要，并受到世界各国的高度重视。

世界各军事强国都在积极发展隐身技术, 隐身兵器发展计划推陈出新, 新一代隐身兵器不断涌现。美国的隐身技术发展较快, 目前居世界领先地位, 其中

F-117A、B-2、F-22等隐身飞机代表着当今世界隐身兵器先进水平; 正在研制的一大批隐身武器, 如联合攻击战斗机(JSF)、M计划(旨在提高海军舰艇隐身性能的秘密计划)、AGM-137三军防区外隐身攻击导弹等都将具备良好的隐身性能。俄罗斯早在1984年开始研制的米格1.42多用途隐身战斗机(MFI)可与美国的

F-22相媲美, 1.44隐身战斗机优于F-22, LFI和S-54 与美国的联合攻击战斗机( JSF)相当。另外, 法国、德国、日本、意大利等都有各自研制隐身武器的秘密计划, 武器种类包括攻击机、装甲战车、军舰、高超音速攻击导弹、无人航天器

等。印度也应用隐身涂料改进现役战斗机, 制出一种隐身靶机。隐身化已成为武器装备发展的重要特征, 也是信息化战争的必然选择, 各军事领域全面隐身化和隐身武器系列化是今后的必然趋势。我国在这方面起步较晚,与发达国家相比还存在较大差距。今年1月，J20隐身机的试飞成功，标志着我国隐身材料的研制步入了应用阶段。

隐身技术(又称为目标特征信号控制技术) 是通过控制武器系统的信号特征,使其难以被发现、识别和跟踪打击的技术。按照使用的探测波来分,隐身技术可分为可见光隐身技术、雷达波隐身技术、红外隐身技术、激光隐身技术等。可见光隐身材料是研究最早的,在早期的战争中已经得到大量应用,目前已发展得相当成熟,因此几乎没有太大的发展空间。其主要的应用是一些伪装材料,比如迷彩服就被做成与周围环境具有相似的色彩和图案,效果很好,如今专门的研究已经很少。因此,本专题主要针对雷达、红外、激光探测波的隐身材料以及多波段兼容隐身材料作简单的综述。另外，作为本世纪隐身材料发展的重要方向之一的智能隐身材料和纳米隐身材料可谓应时而生。它们的新原理、新概念对未来武器系统和航空航天系统的发展将会产生重要影响。

1 雷达隐身材料

雷达很早就成为军事上普遍使用的探测手段,因此作为雷达探测目标物的隐身一直以来就受到广泛的关注,而且相关专家对它的研究也从未停止。雷达探测主要是向一定空间方向发射高频雷达波（1～20GHZ）,当该波碰到目标物时就会反射一部分波回去,通过接收反射的雷达波信号就能探测到目标物的方位。如果

能使反射回波的能量降低到一定程度,以至于接收到的信号弱得无法被雷达接收器所识别,那么目标物就达到了雷达隐身的目的。表征目标雷达隐身效果的指标很多,而最常用的就是雷达波反射率R，R 值越小越好。因此，如果采用雷达隐身材料, 那么这种材料要能吸收或者透过雷达波,尽量减少用于探测的反射波。对于一般的目标物,通常很难透过大量雷达波,所以雷达隐身所用的材料以吸波材料为主。由于高频雷达波频率通常在1～20GHZ频段，因此吸波材料通常在此波段。按材料成型工艺和承载能力,雷达吸波材料可分为涂敷型吸波材料和结构型吸波材料两类。由于大面积使用吸波涂料存在很多弊端，例如增加飞机重量、粘附不牢而脱落等，而结构型吸波材料具有承力、重量轻、可设计性能强等特点，所以后者得到大力开发。

1. 1 涂敷型吸波材料

由于涂敷型吸波材料只是在目标表面涂覆了一层或多层吸波材料,因此对它的承载性没有特殊要求。这种材料使用起来方便快捷,在军用飞机、坦克、军舰上都有很广泛的应用。按照吸波材料的吸收机理可以分为干涉型和吸收型。干涉型是利用吸波层表面反射波和底层反射波的振幅相等而相位相反进行干涉抵消,但是它的缺点是吸收频带很窄。相比而言,吸收型对雷达波具有相对较宽的吸

收频带,因此用得最多。无论是吸波涂料还是吸波涂层,一般都是由基体材料、吸波剂以及其它一些助剂组成。其中,吸波剂对整个吸波材料的吸波性能起着关键性的作用,通常按照吸波剂的化学成分可分为无机吸波剂和有机高分子吸波剂。

■无机吸波剂

无机吸波剂主要有铁氧体、金属以及陶瓷,而且已经向着超细化、纳米化的

方向发展。国内科技工作者在这方面作了不少研究，焦桓等对纳米的Si/ C/ N 粉体的吸波特性进行研究,得到了单层和双层的吸波涂层,厚度为2.7mm 的单层吸波涂层在8～15GHz 内微波反射率< - 5dB ,厚度为2.8mm 的双层吸波涂层在8～18GHz 的范围内微波反射率也在- 5dB 以下,且峰值反射率达到- 40. 5dB。曹莹等研究的纳米雷达波吸收涂料效果更好，将β2Ni (OH) 2等纳米材料掺入到聚氨酯涂料或环氧涂料中,使涂料在1～18GHz的宽频范围内反射率都在- 15dB 以下,且吸收峰值也达到了- 40dB。在国外，Bregar 从理论模型出发,证实了纳米铁磁吸波材料具有普通粒子所无法比拟的吸波特性，显示了吸波剂纳米化的发展方向。

■有机吸波剂

有机吸波剂主要有导电高聚物和由美国卡耐基-梅隆大学研制的视黄基席夫碱,它们都是发展得相对较晚的吸波剂。导电高分子吸波材料具有较低的微波反射率,很好的吸波性能，以及独特的物理、化学特性,并具有密度小、分子设计、结构多样化、电磁参量可调、易复合加工等特点,受到了广泛的重视,应用前景广阔。国外科技者研究了以导电聚吡咯( PPy) 为主体的复合材料对不同入射角微波的吸收特性,入射角从10°变化到80°,在5～18GHz 的宽频范围内的反射率始终都在- 10dB 以下。视黄基席夫碱的吸波材料,由于密度低、吸收频带宽也受到了极大的关注。国内王少敏等对视黄基席夫碱进行了研究,先后合成了小分子和大分子的视黄基席夫碱,并对它们的微波吸收性能进行了测试,结果表明,材料对微波有一定的吸收性能,特别是10GHz 左右处都有低于- 10dB 的强吸收峰。然而视黄基席夫碱作为微波吸收剂的发展尚未成熟,效果暂时还无法与其它吸收剂相比，还有待进一步研究。

■其它吸波剂

主要是手性吸波剂和智能吸波剂。

手性吸波剂可以通过调节手性参数来做到宽频带低反射,而传统的吸波材料通过调节介电常数和磁导率很难同时满足宽频带和低反射的要求,因此对于手性吸波剂的研究近年来也有不少。但由于手性吸波剂尚处于研究初始阶段,缺乏足够的理论和实验数据,有很多技术难点有待突破,目前还不能很快应用于实际。

智能吸波剂的研究为吸波材料的发展提供了一种新的思路,与其它吸波剂不同,智能吸波剂不是单一的一种材料,它一般跟电路联合在一起,需要有外部传感器以及反馈系统等智能部件。

1. 2 结构型吸波材料

结构型吸波材料是一种多功能复合材料,具有承载和雷达隐身的双重功能,是非常有发展前途的吸波材料。由于需要承载,因此对这种材料的要求非常高。按照结构形式其可分为混杂纤维增强复合材料、多层吸波复合材料以及夹芯结构复合材料。它主要是由承载的基体材料和吸波剂复合而成。基体材料主要是高分子类的一些材料,而吸波剂可以是由上述的无机、有机吸波剂或者是它们的混合物组成。梁勇等研制的多功能纳米复合薄膜材料使用的是无机吸波剂,复合材料的吸波性能优良,在8～12GHz 的微波段内的反射率低于- 10dB ,而且具有耐磨、耐腐蚀以及阻燃等多种性能。而毛卫民等的发明使用了无机的软磁金属粉和导电高聚物的混合吸波剂,并且采用了多层的设计结构,制成的复合材料在2～18GHz

的宽频范围内反射率低于- 4～- 16dB。在国外,做得最好的还是日本的Hayashi 等,他们用Ni2Zn 类型的多孔铁氧体吸波剂制成的轻质、阻燃、耐用的复合材料

具有很好的吸波性能,在1～20GHz 波段范围内的反射率都低于- 20dB。实际应用中,洛克威尔国际公司用石墨/环氧复合材料和由玻璃布蒙皮、石墨、炭黑、橡胶等组成的吸收层和蜂窝结构制造了F2117 飞机的整套罩和进气口唇部等,事

实证明效果很好。

总之,尽管某些吸波材料在一些方面具有优势,但还没有同时满足各种要求的雷达吸波材料。无论是涂敷型还是结构型雷达吸波材料,是向着吸收能力高、吸收频带宽、力学性能和耐候性好、厚度薄而质量轻的方向发展。在结构吸波材料领域，西方国家中以美国和日本的技术最为先进，尤其在复合材料、碳纤维、陶瓷纤维等研究领域，日本显示出强大的技术实力。英国的Plesey 公司也是该领域的主要研究机构。

2 红外隐身材料

红外探测是仅次于雷达探测用得较多的探测手段之一，它在现代战争中将占有越来越重要的地位, 如海湾战争中美国击落的飞机, 有40 %是由红外制导的空—空导弹击中的。因此,红外隐身材料的研究已成为继雷达吸波材料之后未来吸波材料研究中的一个重要内容。它通常是以被动式进行,利用目标发出的红外线来发现、识别和跟踪目标。由于空气中的水分和二氧化碳会不同程度地吸收红外线,因此能透过大气的红外波长范围是有限的,通常把相对大气透明的红外波长范围称为大气窗口,共有3 个大气窗口:窗口Ⅰ(0.79～2.60μm) 、窗口Ⅱ(3～5μm) 、窗口Ⅲ(8～14μm)。窗口Ⅰ属于近红外波段,它的特点与可见光相似,但穿透力比可见光强。一般近红外隐身都与可见光隐身一起考虑,它要求目标与背景的反射率差要小,只要差别小到一定程度就可以达到近红外隐身,目前近红外隐身材料一般

都为涂敷型,且以涂料居多。Kumar 等曾对印度西部拉贾斯坦邦地区的植物叶子在400～900nm 可见和近红外光谱波段的反射作过调查,目的就是为了指导设计涂料的颜色用于军事目标在该波段的隐身。Sliwinski 等研制出了可以调节近红外波段反射曲线进而与背景反射曲线一致的彩色颜料,可用于制备近红外隐身涂料。近红外隐身一般通过与可见光类似的伪装都能达到很好的效果。

通常红外隐身更多考虑的还是中远红外波段,即窗口Ⅱ和窗口Ⅲ,该波段红外又称为热红外。使用该波段的红外探测系统通常是依靠目标自身和背景的辐射差别来发现和识别目标。而根据波尔兹曼定律: E = 4εσT4 ,其中σ为玻尔兹曼常数, E 为目标自身的辐射能量,它主要与发射率ε和温度T 有关。通常背景的温度较低,辐射能量较小。因此要使目标与背景的辐射差减小,就得降低目标的辐射能量。热红外隐身材料主要是根据这样的基本原理,通过降低目标的发射率或温度来达到红外隐身目的。因此,按作用机理红外隐身材料可分为控制比辐射率和控制温度两类。

2.1 控制比辐射率

控制比辐射率主要是针对红外隐身涂料。国内在红外隐身涂料研究方面的历史较短,基本上处于探索阶段。国家在“863”项目中专门设立了红外伪装的研究课题。虽然有报道说涂料红外发射率达到0.5 以下,但都没有进入实用阶段。目前研究的涂料材料有无机和有机或兼而有之。和金属有关的有二氧化硅的铝片、掺锡氧化铟、氧化锡、掺铝氧化锌等。此外国内也对复合型双层隐身材料进行了研究,其低红外发射率面层材料的法向发射率介于0.23 和0.54 之间。

2.2 控制温度

鉴于波尔兹曼定律中辐射能量与温度的四次方成正比,温度成为红外隐身非常重要的因素。有研究表明,通过洒水蒸发或通入冷却流体吸热来控制温度,可实现热红外隐身。而从材料的角度出发,一般热红外隐身所用的材料主要有两类: 相变材料和隔热材料。

■相变材料

相变材料( PCM) 可以利用材料达到相变温度时由于相变潜热而吸收热量,从而控制目标温度。David 等发明了一种用于减少红外辐射的材料,该材料使用了一种微胶囊粒子,这种微胶囊粒子由外壳材料和相变材料组成,根据不同场合相变材料可以使用不同碳原子数目的直链烷烃,把该微胶囊植入泡沫材料、用胶粘剂粘合起来或制成涂料就成为一种热红外隐身材料,实验结果表明红外雷达已经探测不到。国内孙浩等用石蜡和脲醛树脂制备了微胶囊相变材料,并制成涂料涂敷于高温的测试表面,测试了其红外隐身性能以及其耐热耐酸碱性能,测试结果显示所遮盖的目标物经过材料的相变过程,红外热成像仪已观察不到目标的热特征,由于该材料还具有优良的耐热性、耐候性和热循环性能,因而应用前景广阔。

■隔热材料

由于冬天环境温度比较低,目标与背景的温度差很大,热红外隐身困难,因此只有设法让目标的热辐射不能轻易传出外表面,才有可能躲过热红外探测。为此, Pusch 等发明了一种可用于冬天的隐身材料，使用高分子纤维材料为基材,然后在材料两面涂上软质塑料,当然外面还加了几层用于雷达和可见光隐身的材料,该材料在大气窗口Ⅱ和窗口Ⅲ中显示了较好的隐身效果。

大多数颜料通常都是高发射率材料,如果在一般的彩色涂料上加入大热惯量隔热材料,一方面它不会增加涂料的发射率,另一方面也具有显著的降温效果。据

报道,在某些很难降低发射率的彩色涂料中,如果加入聚合物微球,它不仅具有明显的降温效果(最多可降温9～11 ℃) ,而且对涂料的发射率没有影响,更可降低涂层发射率至0. 1 左右。因此,聚合物微球也可用于热红外隐身。由于目前还没有发现相关人员的具体研究工作和研究成果的文献,因此这类材料用于红外隐身还有待进一步确认。

3激光隐身材料

3.1 激光隐身原理

激光隐身是通过减少目标对激光的反射信号,使目标具有低可探测性。其主要出发点是减少目标的激光雷达散射截面(LRCS) 和激光反射率。LRCS 综合反映了激光波长、目标表面材料及其粗糙度、目标几何结构形状等各种因素对目标激光散射特性的影响,是用于表征目标激光散射特性的主要指标,也是最重要的目标光学特性指标之一。反射率是指当材料的厚度达到其反射比不受厚度的增加而变化时的反射比。由于在一般情况下,激光隐身材料都有一定的厚度,其厚度的变化不影响反射比,因此,评价激光隐身材料性能的参数可以称为光谱反射率或光谱漫反射率。

3.2 激光隐身材料技术

按激光隐身材料的隐身机理来分主要有吸收材料、导光材料、透射材料,其中吸收材料应用最为普遍。

3.2.1 吸收材料

激光吸收材料(LAM) 的作用在于强烈吸收激光从而减小激光反射信号或改变激光频率。按材料的成型工艺和承载能力，吸收材料分为涂覆型和结构型。现

在各国采用的激光材料隐身技术主要有:

■“涂覆型”。降低目标对激光的后向散射。如利用涂料降低目标表面的光洁度,或在目标表面涂覆吸收材料,使目标反射信号强度减弱;或采用激光伪装隐身网,可在网上涂覆吸收激光的涂料; 因为伪装隐身网价格低廉、使用方便、工艺稳定、易于批量生产且可实现多频谱隐身功能,国际上正大力发展此种材料。德国的Pusch Gunter 发明了一种伪装网,在雷达波段、可见光隐身及红外波段处可产生逼近环境(树木) 的辐射。对于涂覆型吸收材料,主要从两方面降低目标材料的漫反射: ①研究对激光具有高吸收的材料; ②研究涂层的表面形态,以构造漫反射表面,使入射的激光能量以散射的形式传输到其它方向上,同时进行多层结构设计,波长匹配层导入激光信号,吸收层消耗激光能量。

■“结构型”。将结构设计成吸收型的多层夹芯,或把复合材料制成蜂窝状,在蜂窝另一端返回,这样既降低了反射激光信号的强度,又延长了反射光的到达时间。结构型吸波材料的研制起始于20 世纪60 年代,其在武器装备上的应用是20 世纪70年代末和80 年代初,应用较为广泛的是在隐身飞机上。结构型吸波材料具有轻质、高强和吸波等特点,是一种多功能复合材料,受到国内外高度重视。目前结构吸波材料正积极地朝着宽频吸收的方向发展。

3.2.2 其它激光隐身功能材料

透射材料是让激光透过目标表面而无反射。从原理上,透光材料后应有激光光束终止介质,否则仍有反射或散射激光存在。导光材料是使入射到目标表面的激光能够通过某些渠道传输到其它方向去,以减少直接反射回波。这两种隐身功能材料作为激光隐身材料,实现难度较大。

3.3 激光隐身材料的发展

在国外,激光隐身技术在外形技术和材料技术上已有了较快的发展。近年来,国内也展开了激光隐身的研究,并取得了初步的研究成果。但随着激光武器向多波段、可调谐的方向发展,现有的激光吸收材料工作波段固定、且对气候有一定的依赖性,已不能满足实际应用的要求,因此开展新型的多功能、多频谱兼容的激光隐身材料体系的研究,已成为今后的研究趋势和发展方向之一。另外,探索激光隐身的新技术、新方法,积极开展新的隐身机理,也是今后的一个研究方向和热点。

4 多波段复合兼容隐身材料

由于当前多模复合制导技术的不断发展以及探测手段的日益多样性,战场武器装备可能同时面临雷达、红外、激光以及可见光等探测手段的威胁,因此多波段复合隐身材料的发展很早就受到了专家以及相关研究者的关注和重视。下面针对当前最常用的探测手段,即雷达、红外以及激光的复合隐身材料作简单概述。

4.1 雷达/ 红外兼容隐身材料

高效率的雷达隐身材料以提高电磁波的吸收率为前提,往往同时也提高了材料的发射率,材料红外发射率的降低与雷达吸波能力的提高存在着矛盾。尽管如此,由于红外和雷达的波长相差很大,红外波是微米级的,雷达是厘米或毫米级的,因此从理论上来说,研究和开发红外/ 雷达兼容隐身的材料是可能的。金属材料是红外隐身材料中应用较多的一类材料,它具有低的红外发射率,但由于高的反射率不利于雷达隐身，通过复合有可能解决这一问题。有研究发现,一些金属氧化物、半导体材料等与片状铝粉混合使用时,红外反射、辐射及与雷达波的兼容性能较好。此外, 研究表明导电聚合物在3cm 附近波段有很好的微波吸收特性，且具有电磁和光学参量可调节、密度小、易于复合和成型等优点,因此作为雷达/ 红外

兼容的隐身材料也很有前景。

然而,国外最多的是采用多层结构。如美国专利很早就研制了一种同时具有雷达和红外隐身效果的材料,这种材料具有3 层结构。底层为基层,可以使用表面涂有聚乙烯膜或增塑聚氯乙烯的尼龙或聚酯纤维编织材料，能很好地反射和吸收来自目标的热红外辐射;中间层是沉积金属层,一般为气相层积而成的纯金属铝，特殊表面电阻设计使其具有与环境相似的雷达反射性质；最上面是涂料层,主要内含氧化铬、氧化铁、二氧化钛等金属氧化物高分子涂料，对近红外和可见光都具有良好隐身性能,能在热红外波段具有更好的隐身效果，涂料中含有对中远红外光透明的黏合剂。这种多层结构具有较好的雷达/ 红外复合隐身效果。

4.2 红外/ 激光兼容隐身材料

通常所说的激光/ 红外兼容隐身材料是指对热红外波段和1～6μm 激光能兼容的隐身材料。对于同一目标要同时达到红外与激光的隐身,就必须同时降低材料的发射率和反射率,这是一对矛盾。因为根据经典的热辐射理论,即基尔霍夫定律,物体在热平衡状态时有:α(λ, T) =ε(λ, T) ,即物体的发射率等于吸收率。对于不透明的涂料(透射率接近0) , 根据能量守衡定律有:ρ(λ, T) +ε(λ, T) = 1，所以,在同一波段范围同时降低材料的反射率ρ和发射率ε从而达到红外与激光的兼容隐身是热平衡理论所面临的难题。增加材料反射率、降低发射率能达到红外隐身目的,但这也往往提高了材料对这一波长的激光反射率,使得目标对激光“显形”,而如果降低材料的反射率以求激光隐身则又增加了红外的发射率。要达到红外和激光的隐身兼容,就必须克服两者对材料的这对矛盾要求。虽然有研究能做到1～6μm 处激光低反射和8～14μm范围内目标外形红外热图能分割,但还不能使目标

完全融合在背景之中,且对1～6μm 激光和3～5μm 波段的红外隐身也没有考虑,因此要制得完全意义上的激光与红外复合隐身材料,还有很多地方需要突破。

不过,有报道称,研究动态热辐射理论,建立起非平衡状态下的隐身机理将有助于同一波段内红外与激光复合隐身的研究。相信随着有机高分子和纳米材料的发展,今后可能会制得具有特殊官能团和表面结构的材料,它能在1～6μm 等特定激光波长处具有强激光吸收,而在其它热红外波段范围内具有高反射,从而实现激光/ 红外的兼容隐身。

4.3 雷达/ 激光兼容隐身材料

尽管激光隐身与雷达隐身都要求有低的反射率。但激光隐身主要是通过分子共振和特殊的表面微粒微孔结构来吸收激光,而雷达隐身则是通过电损耗或磁损耗材料的作用,使进入材料的雷达波转换为热能损耗掉。有文献报道了一种涂料, 达到了一定程度的多波段复合隐身。测试结果表明, 在微米波段，激光隐身反射率约小于0.5 % ,在8毫米波段雷达反射率达- 10dB ,并具备可见光伪装性能。此外,国内科技工作者谢国华等的实验也给雷达/ 激光兼容隐身材料的研究提供了新的思路,通过对传统雷达吸波材料的表面状态和结构进行改进,比如制成较为粗糙的表面或通过致孔剂形成多孔结构,粗糙表面利于激光散射,多孔结构使得入射的激光通过孔洞的多次吸收、折射及反复震荡而削弱,从而使材料具备雷达/ 激光隐身的兼容。

4.4 雷达/ 红外/ 激光兼容隐身材料

从当前的形式来看,在上述的3 种兼容隐身材料中,红外/激光兼容的隐身是

目前复合隐身的重点,这是由它们的内在矛盾性所决定的。但是从长远的发展来看,研制具有雷达/ 红外/激光(包括可见光) 兼容的多波段复合隐身材料是最终的目标。尽管有人指出,目前采用由反红外探测的面漆加反雷达探测的底漆,通过发挥烟幕弹来降低对激光的反射。但这毕竟不是长久之计,烟幕弹只能暂时维持一段时间,要想获得较为长期有效的隐身材料,还得研制出一种同时具备很好的雷达/ 红外/ 激光兼容隐身性能且耐久的材料,而目前还未发现此类材料。

5 隐身材料发展前沿

传统的隐身材料以强吸收为主要目标，新型的隐身材料则要满足“薄、轻、宽、强”，即未来的隐身材料应满足多频谱隐身、环境自适应、耐高温、耐海洋气候、抗核辐射等的要求，以适应未来战场。这里纳米隐身材料与智能隐身材料

将成为隐身材料的两个主要发展方向。

5.1 纳米隐身材料

5.1.1 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。

5.1.2 纳米复合隐身材料的隐身机理

由于纳米材料的结构尺寸在纳米数量级，物质的量子尺寸效应和表面效应等方面对材料性能有重要影响。隐身材料按其吸波机制可分为电损耗型与磁损耗型。电损耗型隐身材料包括SiC粉末、SiC纤维、金属短纤维、钛酸钡陶瓷体、导电高聚物以及导电石墨粉等；磁损耗型隐身材料包括铁氧体粉、羟基铁粉、超细金属粉或纳米相材料等。原上海钢铁研究所在章靖国主导下和华师大和交大合作，曾申请了国家和上海两项科学基金，研究过FeNiB和FeZrB超细纳米金属粉的物理特性以及对微波的吸收。下面分别以纳米金属粉体（如Fe、Ni等）与纳米Si/C/N粉体为例，具体分析磁损耗型与电损耗型纳米隐身材料的吸波机理。

■磁损耗型金属粉体（如Fe、Ni等）随着颗粒尺寸的减小，特别是达到纳米级后，电导率很低，材料的比饱和磁化强度下降，但磁化率和矫顽力急剧上升。其在细化过程中，处于表面的原子数越来越多，增大了纳米材料的活性，因此在一定波段电磁波的辐射下，原子、电子运动加剧，促进磁化，使电磁能转化为热能，从而增加了材料的吸波性能。一般认为，其对电磁波能量的吸收由晶格电场热振动引起的电子散射、杂质和晶格缺陷引起的电子散射以及电子与电子之

间的相互作用三种效应来决定。

■电损耗型纳米Si/C/N粉体的吸波机理与其结构密切相关。但目前对其结构的研究并没有得出确切结论，有人用固溶体结构模型中的“准自由电子”位移的驰豫来解释电磁波能量损耗的原因。

5.1.3 纳米复合隐身材料的复合新技术

纳米复合隐身材料因为具有很高的对电磁波的吸收特性，已经引起了各国研究人员的极度重视，而与其相关的探索与研究工作也已经在多国展开。尽管目前工程化研究仍然不成熟，实际应用未见报道，但其已成为隐身材料重点研究方向之一，今后的发展前景一片光明。而其一旦应用于实际产品，也必将会对各国的政治、经济、军事等多方面产生巨大影响。近年来，纳米复合隐身材料的制备新技术发展的很迅速，这些新的复合技术主要包括：以在材料合成过程中于基体中产生弥散相且与母体有良好相容性、无重复污染为特点的原位复合技术；以自放热、自洁净和高活性、亚稳结构产物为特点的自蔓延复合技术；以组分、结构及性能渐变为特点的梯度复合技术；以携带电荷基体通过交替的静电引力来形成层状高密度、纳米级均匀分散材料为特点的分子自组装技术；依靠分子识别现象进行有序堆积而形成超分子结构的超分子复合技术。

材料的性能与组织结构有密切关系。与其他类型的材料相比，复合材料的物相之间有更加明显并成规律化的几何排列与空间结构属性，因此复合材料具有更加广泛的结构可设计性。纳米隐身符合材料因综合了纳米材料与复合材料两者的优点而具有良好的对电磁波的吸收特性，已经成为目前各主要国家材料科技界人

士争相研究的热点之一。

5.2 智能隐身材料

隐身的根本目的是尽可能的降低目标和背景的可探测特征的差别，使两者一致或接近。然而，相对于目标而言，背景是十分复杂并且不断变化的，所以使用一成不变的隐身技术手段很难做到这一点。20 世纪80 年代中期，人们提出了智能材料的概念。智能材料是一种能从自身表层或内部获取关于环境条件及其变

化信息，进行判断、处理和做出反应，以改变自身结构与功能并使其很好地与外界协调，具有自适应性的材料系统。智能材料的问世，标志并宣告了第五代新材料的诞生，在武器装备隐身化和新军事变革的大背景下，智能隐身材料也因此得到了各国的高度重视。

5.2.1 可见光智能隐身材料

随着军事技术的发展，可见光成像制导系统发现、跟踪、拦截目标的能力越来越强，各种武器装备所面临的威胁日趋严重。各国军事专家积极探索和研究，希望利用智能隐身材料制成的涂层，达到真正意义上的“变色龙”隐身。整个“变色隐身”的过程是：在材料系统中加入传感器和控制器，使光探测器的窄带通滤波器可以识别环境的波长和光强度，再将输出信号经模拟/ 数字转换器传输给微处理器进行识别和数据处理，并发出控制指令以改变材料的颜色和色强（模/数）度，从而达到隐身的效果。材料包括热敏化隐身材料，电致变色材料等。

5.2.2 红外智能隐身材料

随着红外探测技术的不断进步，目前的单一的红外伪装越来越不能适应现代战场的需要。对红外隐身材料的研究也在不断的进步，一些新的红外智能隐身系统也进入人们的视野。据报道，目前应用的有两类：

■导电高分子电致变色材料。实验显示其在中远红外宽频范围(0.4μm～45μm)具有可控的红外发射率变化(0.3～0.7)，以适应背景的红外发射率，实现红外伪装。

■热电转换材料。热电转换材料利用热电晶体的Peltier 效应，可以对高温物体进行制冷，从而避免红外发射。用热电材料制造的热电转换装置具有无运动

部件、无污染、无噪声、无磨损、免维护、对形状大小和使用条件的限制小、适用面广等突出优点，由此可见其作为热红外隐身伪装材料具有极大的应用前景。

5.2.3 智能蒙皮

智能蒙皮技术的着眼点在于提高飞机的综合性能,这种技术具有很多的优点:飞机表层不仅能承受载荷和维持外形,而且具有通讯、隐身、电子对抗、火控、飞控等功能;部分或全部替代原来离散的电子设备,增加功能;大大减轻了质量;极大的提高了飞机的战场生存能力。

目前已采用和研究的项目主要有：

■用嵌入蒙皮的共形系统来代替天线和黑箱通过将电磁发射元件(如雷达和通讯线路) 替换成无源且定向性装置从而提高了飞机的作战隐身性能。

■光纤蒙皮内嵌入是智能隐身的另一重点。这种光纤灵巧蒙皮内嵌入保型雷达、导航设备、目标搜索和各种传感器元件,使光纤数字电路遍布飞机机翼内。这种战斗机不仅可以隐身,而且灵敏度高、易操纵并可自动校正飞行。

■主动雷达隐身装置。它是在塑料涂层中集成微波探测器、相变换放大器和微波发射器。探测器探测到入射波、反射波和相消电磁波的合成波,然后相变换放大器转换探测器探测到的合成波,再通过发射器发射出去,这样理论上该武器平台的雷达反射截面RCS 近似为0。

其它还有日本将导电玻璃纤维用于高频高效吸波涂料；英国研究了用PIN 二极管控制主动的FSS （频率选择表面），实现了自适应的雷达吸波结构等等。

5.2.4 智能隐身材料的发展趋势

智能隐身材料的发展给隐身带来了前所未有的机遇，理所当然地受到各国的关注。事实上，自20 世纪80 年代起，智能隐身材料就引起诸多军事强国的高度重视。例如，美国已将智能材料确定为具有战略意义、优先发展的研究领域之一；日本把它列入基础科学先导研究的7项重大项目之一，并从1998 年起，将它作为大学合作型产业科学技术研究开发项目和国家21 世纪创新产业的加强

支持项目；欧洲亦提出并正在加紧实施智能复合材料结构研究计划。美国制定的隐身材料研究目标中提出：2005 年研制出可单独控制的辐射率/ 反射率涂层；2010 年研制出能自动对背景和威胁做出反应的自适应涂层体系。世界其它军事强国对此也在积极运作中。但是在智能隐身材料的发展过程中也存在一些困难。今后智能隐身材料的发展有以下趋势：

■智能系统集成的基础研究，包括结构集成传感器、执行器和控制器，以及后续的特殊数学力学问题等；

■主动传感技术研究，特别是分布式传感器和多传感器复合技术的研究；

■研究先进的加工手段，制备灵敏度高、寿命长、耐久性好的材料；

■发展新材料，特别是高分子材料、纳米材料等。

综上所述，智能隐身材料的出现，推动了隐身技术的发展，同时势必推动各种探测技术的进步。在实现军事现代化的大趋势下，智能隐身材料可谓应时而生。它的新原理、新概念对未来武器系统和航空航天系统的发展将会产生重要影响，为武器装备的智能化隐身化提供重要的物质基础。国内外对智能隐身材料的研究表明，一部分智能隐身材料的装备应用指日可待。随着科技的进步，更多新的智能材料将会研制成功。智能隐身材料也将成为本世纪隐身材料发展的重要方向之一。

隐身技术的发展及应用

隐身技术的发展及应用摘要：介绍隐身技术带来了军事装备的变革，并探讨有源和无源隐身原理，并重点介绍了无源隐身中利用理想对消特性、频率差将破坏相干性、相位差的影响、幅度差的影响，以规避雷达对目标的检测。接着分析了隐身技术的现状及其原理，分别从可见光隐身技术、声波隐身技术、雷达隐身技术、激光隐身技术及红外辐射隐身技术方面介绍了当前所采用隐身技术的原理、方法及其应用。通过采用可见光、红外及激光隐身兼容技术，更好的达到隐身的效果，即可得隐身兼容技术才是隐身技术的发展方向。隐身技术迅猛发展，新的隐身方法和技术应运而生。仿生技术、等离子体隐身技术、“微波传播指示”技术及智能隐身技术丰富和扩展了隐身技术的领域。在新的隐身方法中，重点介绍了等离子体隐身技术这一典型事例，通过介绍其原理、方法，以及在军事装备上的应用，以便我们把握这一隐身技术的发展方向。隐身材料的开发和利用一直是隐身技术发展的重要内容，是飞机等隐身兵器实现隐身的基石，接下来介绍了正在研制开发的新型隐身材料：宽频带吸波剂、高分子隐身材料、纳米隐身材料、手征材料、结构吸波材料及智能隐身材料。新的隐形材料的研制，必将推动隐身技术迈向新的台阶。隐身技术与反隐身技术的发展，是相互制约、相互促进的，无论哪一方有新的突破，都将引起另一方的重大变革。最后，我们探讨了当今反隐身技术的发展，以及探讨反隐身技术的方法：采用长波低频雷达探测技术、采用激光雷达探测技术、采用光电探测技术、采用数据融合技术、采用自动化和智能化技术。希望隐身技术和反隐身技术，这对矛和盾，能够加快我国的武器装备现代化的进程。关键词：有效散射截面积（RCS）无源及无源隐身技术等离子体技术

隐身材料

隐身材料 0 前言 1 雷达隐身材料 1.1 涂敷型吸波材料 1.2 结构型吸波材料 2 红外隐身材料 2.1 控制比辐射率 2.2 控制温度 3 激光隐身材料 3.1 激光隐身原理 3.2 激光隐身材料技术 3.3 激光隐身材料的发展 4 多波段复合兼容隐身材料 4.1 雷达/ 红外兼容隐身材料 4.2 红外/ 激光兼容隐身材料 4.3 雷达/ 激光兼容隐身材料 4.4 雷达/ 红外/ 激光兼容隐身材料 5 隐身材料发展前沿 5.1 纳米隐身材料 5.1.1 纳米材料的特性 5.1.2 纳米复合隐身材料的隐身机理 5.1.3 纳米复合隐身材料的复合新技术5.2 智能隐身材料 5.2.1 可见光智能隐身材料 5.2.2 红外智能隐身材料 5.2.3 智能蒙皮

5.2.4 智能隐身材料的发展趋势 6 展望 0 前言 2011年1月11日，中国歼20隐形战斗机进行首次升空试飞，受到世界关注，也引起了人们对隐身技术的兴趣。随着现代各种光电磁探测技术的迅猛发展,传统的作战武器所受到的威胁越来越严重。绝大多数重型武器（飞机、坦克、火炮、军舰、导弹、航天器）主要是金属装置，最易被各种光电磁热探测，隐身技术作为提高武器系统生存、突防,尤其是纵深打击能力的有效手段,已经成为海、陆、空立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段,材料的隐身手段显得尤为重要，并受到世界各国的高度重视。世界各军事强国都在积极发展隐身技术, 隐身兵器发展计划推陈出新, 新一代隐身兵器不断涌现。美国的隐身技术发展较快, 目前居世界领先地位, 其中 F-117A、B-2、F-22等隐身飞机代表着当今世界隐身兵器先进水平; 正在研制的一大批隐身武器, 如联合攻击战斗机(JSF)、M计划(旨在提高海军舰艇隐身性能的秘密计划)、AGM-137三军防区外隐身攻击导弹等都将具备良好的隐身性能。俄罗斯早在1984年开始研制的米格1.42多用途隐身战斗机(MFI)可与美国的 F-22相媲美, 1.44隐身战斗机优于F-22, LFI和S-54 与美国的联合攻击战斗机( JSF)相当。另外, 法国、德国、日本、意大利等都有各自研制隐身武器的秘密计划, 武器种类包括攻击机、装甲战车、军舰、高超音速攻击导弹、无人航天器

隐身材料的研究进展及存在问题

隐身斗篷的研究进展及存在问题摘要：隐身斗篷，由硅纳米材料制造而成，利用该特殊材料折射或吸收大部分光线，从而达到隐形的目的。本文主要总结归纳现如今应用于隐身斗篷的各种主要材料，详细论述了基于超材料特殊电磁特性的隐身技术，简单介绍部分材料应用原理。关键词：影身斗篷，超材料，限元分析软件，均匀介质 1. 隐身斗篷的应用前景隐形斗篷我其实是在电影Harry Potter 中第一次知道，它常被哈利拿来干一些从霍格华兹魔法学校里偷跑出来如此的事情。现实中科学家们也一直在研究它。在不远的将来，隐身斗篷将会真的存在于现实世界中了。而且隐身斗篷的应用前景非常广。隐身技术在外科手术，军事航空等多个领域中获得广泛的应用。例如， “地震斗篷”——能够让冲击波、暴风浪或者海啸在所遮蔽的物体面前变成“瞎子”，进而达到保护建筑物的目的。同时为提高战场生存能力, 隐身技术越来越多地应用于军用装备上。随着军用探测技术的不断进步, 对军用装备隐身性能的要求不断提高, 传统的隐身技术已经不能满足要求。 2. 隐身材料及其隐身原理 2.1 超材料众所周知,介电常数和磁导率是用于描述物质电磁特性的基本物理量,决定着电磁波在物质中的传播特性。迄今为止,自然界中天然物质的介电常数和磁导率均大于或等于1。2000年,Smith 等人利用金属铜的开环共振器和导线组成2 维周期性结构,首次在实验室制造出微波频段具有负介电常数和负磁导率的介质材料,引起科学界的轰动。随后,双负材料、单负材料、手性材料、理想磁导体和理想电导体等材料成为科学研究的热点，并将这些材料统称为超材料(metamaterials)。由于超材料具有一系列特殊的电磁特性,因而具有广阔的应用前景。 2.1.1超材料椭圆柱电磁斗篷文献[1] 利用有限元分析软件Comsol Multip hysics 分析了超材料介电常数偏差、磁导率偏差和损耗对电磁斗篷场分布的影响,并讨论了在电磁斗篷内放置不同电磁特性的物体后斗篷外电场分布的变化。图1 为TE 波辐射下超材料椭圆柱电磁斗篷的计算模型。超材料椭圆柱是沿z 轴放置的无限长空心柱,其横截面为xOy 平面,椭圆中心为坐标原点,内外径短轴分别为a 和b ,长轴分别为ka 和 kb ,其中, k 为长轴与短轴之比,仿真时取k = 6 , a =0. 1 m ,b = 0. 2 m 。在图1 所示的左边完全匹配层( PML) 的内表面施加沿z 轴方向电流,激励起沿x 轴方向(水平) 传播的频率为2 GHz 的TE 波。计算区域四周是PML 吸收层,斗篷内外均为空气。通过文献[1]计算可知，超材料介电常数和磁导率空间分布如图2所示。图2 (a) 为介电常数分量在xOy 平面上的空间分布,由图可以看出,在x = 0 或y = 0 的平面上 xx 最小,同时在两图1 TE 波辐射下超材料椭圆柱电磁斗篷的计

隐身材料的应用与研究前景

隐身材料的应用与研究前景摘要：探讨了隐身材料的种类与现状和存在问题，未来研究及发展方向等，介绍了雷达隐身、红外隐身等几种常见的隐身技术，分析未来隐身技术的发展趋势关键词：隐身材料隐身技术正文：隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料（stealth material）是实现隐身技术的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器装备，主要防止空中雷达或红外设备探测、雷达制导武器和激光制导炸弹的攻击；对于作战飞机，主要防止空中预警机雷达、机载火控雷达和红外设备的探测，主动和半主动雷达、空对空导弹和红外格斗导弹的攻击。为此，常需要雷达、红外和激光隐身技术。隐身材料的分类隐身材料按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。 1.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。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振层组成的宽频带高效吸波涂料，其中变换层由铁氧体和树脂混合组成，谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成，在1～20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上。雷达吸波材料中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要，国外目前已实用的主要也是这两类隐身材料。雷达吸波涂料主要包括磁损性涂料、电损性涂料。 (1)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。这种涂层在低频段内有较好的吸收性。美国Condictron公司的铁氧体系列涂料，厚1mm，在2～10GHz内衰减达10～12dB，耐热达500℃；Emerson公司的Eccosorb Coating 268E厚度1.27mm，重4.9kg/m2，在常用雷达频段内(1～16GHz)有良好的衰减性能(10dB)。磁损型涂料的实际重量通常为8～16kg/m2，因而降低重量是亟待解决的重要问题。 (2) 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。这种涂料重量较轻(一般可低于4kg/m2)，高频吸收好，但厚度大，难以做到薄层宽频吸收，尚未见纯电损型涂层用于飞行器的报道。90年代美国Carnegie-Mellon大学发现了一系列非铁氧体型高效吸收剂，主要是一些视黄基席夫碱盐聚合物，其线型多烯主链上含有连接二价基的双链碳-氮结构，据称涂层可使雷达反射降低80%，比重只有铁氧体的1/10，有报道说这种涂层已用于B-2飞机。 2.复合型红外隐身材料复合型红外隐身材料主要有涂料型隐身材料、多层隐身材料和夹芯材料。

隐身材料发展历史综述和应用前景展望

1.绪论 1.1前言随着无线电技术和雷达探测技术的迅速发展，电子和通信设备向着灵敏、密集、高频以及多样化的方向发展，这不仅引发电磁波干扰、电磁环境污染，更重要的是导致电磁信息泄漏，军用电子设备的电磁辐射有可能成为敌方侦察的线索。为消除或降低导弹阵地的电磁干扰、减少阵地的电磁泄漏，需要大大提高阵地在术来战争中的抗电磁干扰及生存能力。高放能、宽频带的电磁波吸波／屏蔽材料的研究开发意义重大。吸波材料是一种重要的军事隐身功能材料，它的基本物理原理是，材料对入射电磁波进行有效吸收，将电磁波能量转化为热能或其他形式的能量而消耗掉。该材料应该具备两个特性，即波阻抗匹配性和衰减特性。波阻抗匹配特性即入射电磁波在材料介质表面的反射系数最小，从而尽可能的从表面进人介质内部；衰减特性指进入材料内部的电磁波被迅速吸收。损耗大小，可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。对于单一组元的吸收体，阻抗匹配和强吸收之间存在矛盾，有必要进行材料多元复合，以便调节电磁参数，使它尽可能在匹配条件下，提高吸收损耗能力。吸波材料按材料的吸波损耗机理可分为电阻型、电介质和磁介质型。吸波材料的性能主要取决于吸波剂的损耗吸收能力，因此，吸波剂的研究一直是吸波材料的研究重点。 1.2隐身材料定义随着人们生活水平的提高，各种电器的频繁使用，使我们周围的电磁辐射日益增强，电磁污染成为世界环境的第五害，严重的危害了人类的身体健康。电磁辐射对人的作用有5种：热效应、非热效应、致癌、致突变和致畸作用。因此，在建筑空间中，各类电子，电器以及各种无线通信设备的频繁使用，无时无刻不产生电磁辐射，电磁污染已经引起人们的广泛关注。电磁吸波材料即隐身材料最早在军事上隐身技术中应用。隐身材料是实现武器隐身的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器

简介隐身涂料的分类和应用技术

简介隐身涂料的分类和应用技术编号2015的国产第四代战斗机歼-20进行首次试飞。 2014年12月19日下午，最新一架编号2015的国产第四代战斗机歼-20首飞成功。这与2013号歼-20首飞成功相距不到一月。据悉，中国目前已曝光6架歼-20，而2014年一年时间内，从2011号到2015号（2014号尚未公开亮相），4架歼-20成功首飞，说明歼-20项目进展顺利，而2015号歼-20的出现将进一步加快歼-20服役的脚步。与此同时，随着中国歼-20成为继美国的F-22、俄罗斯的T-50之后的又一个隐形战机家族成员，隐身涂料也成为大家津津乐道的话题。这里所说的隐身并不是科幻作品中的“隐身”，而是军事术语中指控制目标的可观测性或控制目标特征信号的技巧和技术的结合。随着科学技术的发展，隐身技术的应用日益广泛。隐身技术是为了减少飞行器的雷达、红外线、光电、目视等观测特征而在设计中采用的专门技术，采用隐身技术是为了飞行器在突防时不易被敌方探测器发现，从而增强攻击的突然性，提高飞机的生存力和作战效能。目前，最具挑战性的隐身技术是隐身涂料的开发与应用。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。https://www.wendangku.net/doc/125691970.html, 隐身涂料是固定涂覆在武器系统结构上的隐身材料，按其功能可分为雷达隐身涂料、红外隐身涂料、可见光隐身涂料、激光隐身涂料、声纳隐身涂料和多功能隐身涂料。隐身涂层要求具有：较宽温度的化学稳定性；较好的频带特性；面密度小，重量轻；粘结强度高，耐一定的温度和不同环境变化。https://www.wendangku.net/doc/125691970.html, 雷达隐身涂料https://www.wendangku.net/doc/125691970.html, 雷达发射的电磁波碰到金属材料时易感应生成同频电磁流并建立电磁场，向雷达二次辐射能量。雷达隐身技术的研究主要集中在结构设计和吸波材料两个方面。在材料隐身设计中，有两个关键问题：一是如何让入射波能够最大限度地进入材料内部而不被表面反射；二是如何让进入材料内部的电磁波能够迅速地被材料吸收衰减。雷达隐身涂料就要最大限度地消除被雷达勘测到的可能性。目前，应用于各种武器装备的吸波涂料比较多，下面简要介绍几种。铁氧体吸波涂料包括镍锌铁氧体、锰锌铁氧体、锂锌铁氧体、锂钛铁氧体和钡系铁氧体等，是发展最早、应用最广的涂料品种。由于强烈的铁磁共振吸收和磁导率的频散效率，铁氧体吸收材

红外隐身原理及其应用技术

课程（论文）题目：红外隐身原理及其应用技术内容： 1 背景光电隐身技术可分为可见光隐身、红外隐身和激光隐身三大类。光电隐身起源于可见光隐身，成熟于红外隐身，发展于激光隐身。而现代红外隐身技术经历了探索时期(2 0世纪60年代以前)、技术全面发展时期(20世纪60～70 年代)和应用时期(20世纪80年代至今)。红外隐身技术于20世纪70年代末基本完成了基础研究和先期开发工作，并取得了突破性进展，已由基础理论研究阶段进入实用阶段。从20世纪80年代开始，国外陆海空三军研制的新式武器已经广泛采用了红外隐身技术。红外隐身技术通过降低或改变目标的红外辐射特征，实现对目标的低可探测性。这可通过改进结构设计和应用红外物理原理来衰减、吸收目标的红外辐射能量，使红外探测设备难以探测到目标。 2 红外隐身原理概述从红外物理学可知, 物体红外辐射能量由斯蒂芬-玻耳兹曼定律决定：式中W——物体的总辐射出射度; σ——玻耳兹曼常数； ε——物体的发射率； T——物体的绝对温度。温度相同的物体，由于发射率的不同，在红外探测器上会显示出不同的红外图像。鉴于一般军事目标的辐射都强于背景，所以采用低发射率的涂料可显著降低目标的红外辐射能量。另一方面，为降低目标表面的温度，红外伪装涂料在可见光和近红外还具有较低的太阳能吸收率和一定的隔热能力，以使目标表面的温度尽可能接近背景的温度，从而降低目标和背景的辐射对比度，减小目标的被探测概率。红外侦察系统能探测目标的最大距离R为：式中J——目标的辐射强度； ——大气透过率； N A——光学系统的数值孔径； ——探测器的探测率； ω——瞬时视场； ——系统带宽； ——信号电平； ——噪声电平。红外隐身的主要目的是减少公式中第一项的各项取值,也就是说,目标的红外隐身应包括三方面内容,一是改变目标的红外辐射特性,即改变目标表面的发射率;二是降低目标的红外辐射强度,即通常所说的热抑制技术;三是调节红外辐射的传播途径(包括光谱转换技术)。改变目标红外辐射特性采用的技术 (1) 改变红外辐射波段改变红外辐射波段,一是使目标的红外辐射波段处于红外探测器的响

隐身技术

隐身技术科技前沿【摘要】隐身技术是当今世界战略防御中十分重要的一项科学技术。文章粗略的介绍了隐身技术、隐身材料的分类、原理，以及现在的发展应用，以及未来的发展。【关键词】隐身技术，隐身材料，分类，战略，应用，前景。【引言】在如今的科技领域，隐身技术和隐身材料发展越来越受到各国重视，隐身武器也是不断出现。隐身技术到底是怎样的，在这里就来粗浅研究一下。【正文】 1.隐身技术 1.1隐身技术定义隐形技术俗称隐身技术，准确的术语应该是“低可探测技术”。即通过研究利用各种不同的技术手段来改变己方目标的可探测性信息特征，最大程度地降低对方探测系统发现的概率，使己方目标，己方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。 1.2隐身技术分类隐身技术包括：雷达隐形、红外隐形、磁隐形、声隐形和可见光隐形等。 1.3隐身技术的主要技术途径采用独特的外形设计和吸波、透波材料，以降低飞机对雷达波的反射；降低飞机发动机喷气的温度或采取隔热、散热措施，减弱红外辐射。雷达波吸收技术雷达是利用无线电波发现目标及位置的装置，其工作原理是雷达的发射机不断产生高频脉冲形成微波波束，当波束遇到目标物时，其中一小部分反射回来被吸收后，就会显示目标物的距离、方向、高度及图像等。雷达为了能发现目标，要求有强的目标反射，而回波强度将取决于目标尺寸与工作波长之比。如何使雷达失去监视作用呢？一方面采用散射、干涉等手段破坏雷达所发散的波束，如通过设计飞机独特外形使电磁波散射。另一方面采用能够吸收雷达波的复合材料和吸波涂料等隐身材料。红外控制技术该技术是为了逃避红外传感器发现目标，采用的主要方法是降低飞机的红外辐射。具体措施为，降低发动机的喷口排气温度和改变喷口方向，使发动机排气更干净，烟道气更淡；采用喷气或气动雾化式装置，使燃油充分燃烧，以减少红外喷泄；在燃油中加入添加剂如二茂铁及其衍生物，提高燃烧速度，充分利用热能，减少排气中的红外辐射；在飞机表面涂盖放射性同位素如钋等，使放射出的高能粒子在飞机周围形成等粒子屏以达到屏蔽和吸收红外辐射等。 2.隐身材料 2.1隐身材料定义隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，是隐身技术的重要组成部分。

隐身材料与技术重点

1.隐身技术，准确的术语应该是“低可探测技术( Low Observability technology)” , 简称为 “LO技术”。广义上讲可包括：雷达隐身、红外隐身、电磁隐身、声隐身和可见光隐等。 2.按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。 3.电磁屏蔽材料是依赖材料中导电或导磁组分的高导电性或高导磁性。 4.电磁波屏蔽和吸收材料都是为了降低材料对电磁波的透射作用。电磁屏蔽材料对电磁波的作用原理是反射和吸收。吸波材料对电磁辐射的作用原理是吸收。 5.趋肤深度(skin depth)定义为电磁波从进入良导体媒质至场强振幅衰减为表面值的1/e倍时所传输的距离，以δ表示。结论：(a) 对于高频电磁波，良导体的导电率很大，所以趋肤深度很小；(b) 金属对高频电磁波具有很好的反射作用。 6.(1) 比吸收率(SAR)：单位质量（m）的生物组织中所感应的电场能量值（W），表示为： SAR =W m (W/kg) (2) 安全剂量：通过热效应的临界比吸收率采用加权安全系数后得到的新的参数，用相关的外部场强值来衡量。 7．屏蔽效能的大小取决于反射衰减与吸收衰减数值的大小。在金属屏蔽体内，衰减系数与金属材料的电导率以及磁导率有关。反射衰减是由于电磁感应而产生的新的电磁场所引起： ? 电磁感应在金属表面会产生感应电流，由此会产生一个新的电磁场。当新产生的电磁场与原来电磁场的方向相反时，就会产生一定的抵消作用，造成电磁场能量的衰减，称为反射衰减。? 屏蔽材料与其周围介质的阻抗相差越大，则反射衰减就越大。 8.就隐身材料的组成而言，其基本组成只有两部分：基体(matrix)和吸波剂(absorber)。其中，吸波剂为隐身材料性能的决定因素。吸波剂的本征物理特性、结构、形貌、粒度以及聚集态等都对提高材料的损耗性能和拓宽有效吸收频段起着关键作用。（1电磁参数2吸收剂密度3吸收剂粒度4吸收剂形状5工艺性能6环境稳定性） 9.物质在电磁场作用下会表现出极化、磁化和传导效应，其分别可以用介电常数ε、磁导率和和电导率σ来表征。 10.电磁波吸收剂按照材料的损耗机理可以分为三类：电阻型（电损耗型）、电介质型（介电损耗型）和磁介质型（磁损耗型）。电阻型常用：炭黑(CB)、金属粉、碳化硅、石墨、碳纤维(CF)等。电介质型常用：钛酸钡(BTO)、导电高分子、二氧化锰、二氧化钛等。磁介质型常用：铁氧体(Ferrite)、羰基铁(CI)、多晶铁纤维等,超细金属粉。 11.炭黑的导电性与其自身特性有关，主要表现为三个方面：结构性、比表面积和表面化学活性。 12.复合材料的体积电阻率发生突变时炭黑的填充率，称为炭黑在基体中的渗滤阈值。 13.导电高分子属于双损耗介质：电损耗和介电损耗。导电高分子材料电导率的影响因素：? (a) 聚合物基体(PE、PP、PS、PVC、PV A、ABS)；? (b) 材料的制备工艺(挤出、纺丝、抽丝)；? (c) 导电介质的种类(金属粉、纤维、炭黑、碳纤维、镀金属纤维)；? (d) 导电介质浓度;? (e) 导电介质形态(颗粒、纤维)；? (f) 制备过程中的助剂(增塑剂、偶联剂)。 14.吸声材料按照吸收原理可分为两类：多孔吸声材料、共振吸声材料。多孔吸声原理：?多孔吸声材料内部含有大量互相连通的微孔或缝隙，孔洞细小且在材料内部均匀分布； ? 当声波入射至材料表面时，一部分被反射，一部分则进入材料内部微孔中； ? 在声波的传播过程中，引起空气振动，与孔洞发生摩擦； ? 由于粘滞性和热传导性，将声能转换为热能消耗掉。 ? 声波经反射后，一部分透射到空气中，一部分又反射回材料内部；

雷达隐身材料

雷达隐身材料摘要：隐身技术是指为减少航空器受雷达、红外、光电、声音与目视等探测的特征而采用的专门技术。目前，最受重视且发展较快的隐身技术是雷达隐身技术。外形设计对隐身飞行器隐身性能的贡献只占2/3，另外1/3将由飞行器的隐身材料贡献，它可以降低被探测率，提高自身的生存率，是隐身技术的重要组成部分。因此隐身材料的发展与飞行器隐身性能的发展有着密不可分的联系。关键词：雷达吸波；红外隐身；纳米复合隐身隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料（stealth material）是实现隐身技术的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器装备，主要防止空中雷达或红外设备探测、雷达制导武器和激光制导炸弹的攻击；对于作战飞机，主要防止空中预警机雷达、机载火控雷达和红外设备的探测，主动和半主动雷达、空对空导弹和红外格斗导弹的攻击。为此，常需要雷达、红外和激光隐身技术。隐身材料的分类隐身材料按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。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。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振层组成的宽频带高效吸波涂料，其中变换层由铁氧体和树脂混合组成，谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成，在1～20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上。雷达吸波材料中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要，国外目前已实用的主要也是这两类隐身材料。结构型雷达吸波材料：结构型雷达吸波材料是一种多功能复合材料，它既能承载作结构件，具

隐身材料

隐身材料的研究现状与发展摘要：主要阐述了雷达隐身材料、红外隐身材料和纳米复合隐身材料的国内外发展现状及发展趋势，指出雷达隐身材料将向宽频带、强吸收的方向发展，而红外隐身材料与纳米复合隐身材料的研究将成为未来隐身材料中的重要内容。关键字：雷达隐身材料红外隐身材料国内外纳米复合隐身材料研究现状发展趋势 1：前言：隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料，是实现隐身技术的物质基础。随着电子技术的飞速发展,未来战场的各种武器系统面临着严峻的威胁。隐身技术作为提高武器系统生存能力的有效手段,受到世界各国的高度重视。隐身技术是指在一定遥感探测环境中降低目标的可探测性,使其在一定的波长范围内难以被发现的技术。她的出现促使战场上的军事装备向隐身化方向发展,如隐身飞机、隐身导弹、隐身舰艇、隐身军车等武器装备的相继出现，有效地提高了武器装备的生存能力和突防能力,在现代战争中显示出了巨大的威力。武器系统的隐身能力可以通过外形设计和使用隐身材料来实现,外形设计虽然效果较好,但受到许多条件的制约,所以隐身材料的发展和应用成为隐身技术发展的关键因素之一。隐身技术作为提高武器系统生存、突防、打击能力的有效手段 ,已经成为集陆、海、空三位一体的现代战争中最重要、有效的突防战术技术。隐身材料与隐身技术息息相关 ,是隐身效果实现的关键 ,各国均对此给予了高度重视。前苏联对隐身材料的研究已有年历史日本在研制铁氧体涂料方面处于世界领先地位。荷兰、德国、美国等国家先后将隐身材料用于飞机、舰艇 ,研制的不同型号的飞机先后在战争中显露头角图。飞行器的隐身主要是缩减目标的雷达散射截面和降低目标的红外辐射 ,与此相对应的是雷达隐身材料、纳米复合隐身材料以及红外隐身材料的研究和发展。 2：隐身材料的研究现状及发展 2.1：雷达隐身材料的研究现状及发展研究现状：在现代战争中,雷达是探测目标的最可靠的方法,因此,雷达隐身技术是隐身技术的重点。雷达隐身技术的核心是降低目标的雷达散射截面积,其技术途径主要有两条:一是通过目标的外形设计降低散射面积;二是目标应用雷达吸波材料达到降低散射面积。目标的外形技术不仅受到战术技术指标的限制,而且使目标的生产难度大、耗资多,所以研究和开发高性能的雷达吸波材料成为隐身技术领域中的重大课题。早在二战期间,德国就在潜艇上应用雷达吸波材料,以躲避盟军的雷达探测。在六七十年代,美国在SR - 71 高空高速侦察机上涂敷了雷达吸波材料。到现在雷达吸波材料已有十多种,如果按材料成型工艺和承载能力,可

隐身材料进展综述

隐身材料进展综述在现代社会中，科技的进步以及工业的迅猛发展为人们的生活带来了翻天覆地的变化，环境污染问题也日趋严重，时至今日，环境污染已经变得多样化，不仅包括可见的污染，如空气污染和河流污染；电子电信设备大规模的使用在给人们提供极大便利与享受的同时，也带来了无形的电磁污染，威胁、危害着人们的生命健康，极大地影响了生活质量，制约着社会的发展。另一方面，随着现代各种光电磁探测技术的迅猛发展，传统的作战武器所受到的威胁越来越严重。隐身技术作为提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段，已经成为海、陆、空立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段，并受到世界各国的高度重视。因此，开发高效电磁屏蔽材料来解决电磁辐射以及隐身问题已迫在眉睫。微波吸收材料作为以吸收衰减入射的电磁波为主的一类隐身材料，由于其显著的雷达隐身和对电磁干扰的屏蔽作用，成为一种重要的电磁屏蔽材料与技术而被广泛研究。随着人们对于电磁波吸收机理研究的不断深入和微波吸收材料合成工艺的不断改进，高效、稳定、性能优异的微波吸收材料必将为人们的生产生活和国防建设提供有力的保障。隐身技术(又称为目标特征信号控制技术)是通过控制武器系统的信号特征，使其难以被发现、识别和跟踪打击的技术。按照使用的探测波来分，隐身技术可分为可见光隐身技术、雷达波隐身技术、红外隐身技术、激光隐身技术等。通常使用的一些隐身技术手段主要有:隐身外形技术、隐身材料技术、无源干扰技术、有源隐身技术等。其中，材料技术作为具有长期有效性而行之有效的隐身手段显得尤为重要。 1雷达隐身材料雷达很早就成为军事上普遍使用的探测手段，因此它的隐身一直以来就受到广泛的关注，而且相关专家对它的研究也从未停止。雷达探测主要是向一定空间方向发射高频雷达波，当该波碰到目标物时就会反射一部分波回去，通过接收反射的雷达波信号就能探测到目标物的方位。如果能使反射回波的能量降低到一定程度，以至于接收到的信号弱得无法被雷达接收器所识别，那么目标物就达到了雷达隐身的目的。表征目标雷达隐身效果的指标很多，而最常用的就是雷达波反射率。假设从雷达发射器发射出来的雷达电磁波的功率为Pi，经过目标后反射回来的电磁波功率为Pr，那么功率反射率就为Rp=Pr/Pi，很明显雷达隐身要求此反射率要小。为了便于比较，通常用以分贝(dB)为单位的反射率R来表示，其中R=10lgRp。这样，由于功率反射率都小于1，所以R为负值。因此，对于一定的目标物，希望其R值越小越好。如果采用雷达隐身材料，那么这种材料要能吸收或者透过雷达波，尽量减少用于探测的反射波。对于一般的目标物，通常很难透过大量雷达波，所以雷达隐身所用的材料以吸波材料为主。按材料成型工艺和承载能力，雷达吸波材料可分为涂敷型吸波材料和结构型吸波材料两种。由于涂敷型吸波材料只是在目标表面涂覆了一层或多层吸波材料，因此对它的承载性没有特殊要求。这种材料使用起来方便快捷，在军用飞机、坦克、军舰上都有很广泛的应用。按照吸波材料的吸收机理可以分为干涉型和吸收型。干涉型是利用吸波层表面反射波和底层反射波的振幅相等而相位相反进行干涉抵消，但是它的缺点是吸收频带很窄。吸波材料的另一大类是结构型吸波材料，它是一种多功能复合材料，具有承载和雷达隐身的双重功能，是非常有发展前途的吸波材料。由于需要承载，因此对这种材料的要求非常高。按照结构形式其可分为混杂纤维增强复合材料、多层吸波复合材料以及夹芯结构复合材料。它主要是由承载的基体材料和吸波剂复合而成。基体材料主要是高分子类的一些材料，

隐身材料

战斗机隐身涂层一、隐身机理信息化战争中, 武器平台的高度信息化和电子化, 使飞机、坦克、舰艇等所处的环境日益复杂。它们除受地面或空中的火力威胁和电子干扰外, 其一举一动还处于红外、雷达、激光等探测器的严密监视之下, 使其生存能力和战斗能力面临极大挑战，这样其隐身性能就显得尤为重要。而隐身技术主要涉及材料隐身和结构隐身两大方面。实现隐身的方法： 1）缩小雷达反射截面； 2）降低红外线信号特征； 3）等离子体技术。其中缩小雷达反射截面的技术途径： 1）改变飞行器的外形和结构，避免设计出在雷达方向上产生强反射的外形； 2）使用非金属材料； 3）采用吸收雷达波的涂敷材料和结构材料； 4）遮掩或消除剩余的反射。二、隐身涂层隐身涂料的分类：防红外线隐身涂料；防雷达波隐身涂料；防激光探测隐身涂料等。以防雷达波隐身涂料为例介绍相关技术：涂敷型吸波涂料实质上是一种高分子复合涂料。它是以高分子溶液或乳液为基料，把吸波剂和其它附加成分分散加入其中而制成。如美国研制的系列铁氧体吸波涂料，主要成分是锂镉、镍镉和锂锌铁氧体，它在厘米波段到分米波段，可使雷达波反射衰减达20dB。日本研制的铁氧体和氯丁橡胶或氯磺化聚烯等吸波涂料，当涂层厚度为(117～215)mm时，对(5～10)GHz的雷达波反射衰减达30dB。目前国外正在研制超薄层、宽频带、高效能的吸波涂料，例如放射性同位素吸波涂料。它利用钋210(210P0)和锔242(242Cm)等同位素射线产生的等离子体来吸收雷达波，在(1～20)GHz的宽频带内雷达反射波可衰减20dB。美国伯奇博士研制一种名为ATRSBS的化合物(一种席夫氏碱盐)，它吸收雷达电磁波后即转化为热能，起到雷达隐身之作用。近几年来，国外开发了一种四针状氧化锌晶须ZnOw(Tetrapod-Shaped Zinc Oxide Whisker)，ZnOw是四针状晶体，四根针从正面体的重心向三维方向展开，这在数十种晶须中是独一无二的，由于其导电性能优异和典型的四针状三维结构，不仅可用作抗静电材料、微波发热体材料，而且更是电磁波吸收体，在雷达工作的(5～18)GHz波段由它可吸收高达20dB的电磁波(即99%以上)，是一种综合性能良好的雷达隐身涂料。为了使雷达隐身涂料充分发挥效能，涂装时特别应注意两点:一是吸波纤维(导电粒子)的尺寸应与雷达工作波长相匹配；二是涂层宜为多层，每层中纤维应平行而上下层纤维应互为垂直，而且纤维中心距离等于015～2倍波长为佳。

隐身材料

现代隐身技术及材料的应用研究摘要：隐身技术与隐身材料在现代国防体系中具有非常重要的意义。本文对雷达隐身技术和红外隐身技术的原理做了系统阐述，并介绍了各种雷达隐身材料和红外隐身材料的国内外研究进展，主要包括多晶铁纤维、手性吸波剂、导电高分子等雷达隐身材料以及低发射率和控制目标温度的红外隐身材料。对智能隐身材料以及多功能一体化隐身材料在隐身材料的未来发展中的作用和趋势进行了分析。关键词：雷达隐身技术，隐身材料，红外隐身技术 Study morden progess of stealthy techniques and steslthy materials Abstract: stealthy techniques and materials are fairly significant for morden national defense system .The theory of radar stealthy techniques and infrared stealthy techniques are reviewed and the progress of different radar and infrared stealthy materials are also introduced, including polycrystalline ferrofiber ,chiral absorber, conductivity polymer etc. and also including low infrared emissivity materials, temperature –control materials. Intelligent stealthy materials and multifunctional tealthy materials are predicted to be the developing tendencies of tealthy materials. Key words: radar tealthy materials, infrared steakthy technique, stealthy materials 现代无线电技术和雷达探测系统的迅猛发展 ,极大推动了世界各国防御系统的搜索、跟踪、攻击目标的能力 ,传统的作战武器受到了越来越严重的威胁。隐身技术作为提高武器系统生存、突防、打击能力的有效手段 ,已经成为集陆、海、空三位一体的现代战争中最重要、有效的突防战术技术。隐身材料与隐身技术息息相关 ,是隐身效果实现的关键 ,各国均对此给予了高度重视。前苏联对隐身材料的研究已有年历史日本在研制铁氧体涂料方面处于世界领先地位。荷兰、德国、美国等国家先后将隐身材料用于飞机、舰艇 ,研制的不同型号的飞机先后在战争中显露头角图。飞行器的隐身主要是缩减目标的雷达散射截面和降低目标的红外辐射 ,与此相对应的是雷达隐身技术与材料以及红外隐身技术与材料的研究和发展。基于此 ,本文拟主要对这两类隐身材料的技术原理、发展现状和趋势进行综述和总结. 一雷达隐身技术与雷达隐身材料 1.1 雷达隐身技术雷达隐身技术是指能显著吸收雷达波 ,令其转变为热能 ,从而减少雷达回波能量 ,达到目标隐身的技术。现代战争中,雷达仍是探测目标最可靠的手段 ,因此 ,国内外重点研究的隐身技术大多是在雷达探测下的“隐身”。 1.1.1结构隐身最初的雷达隐身是通过对飞行器外形的合理设计来减少雷达散射截面积’,这是实现武器系统高性能隐身最直接有效的手段。外形设计技术是通过目标外形结构和形状设计 ,使目标反射的雷达波能量偏离雷达发射方向 ,从而降低目标的。无论是理论分析还是试验研究都表明 ,对于而言 ,物体的形状远比尺寸重要。比如 ,小吨位运货车的为甘 ,而一轰炸机这一庞然

云南大学《隐身材料与技术》期中考试试卷

云南大学2011至2012下学期物理科学与技术学院材料系2009级《隐身材料与技术》期中考试（开卷）试卷专业____________学号____________ 姓名_____________ 满分：100分时间：120分钟任课教师：管洪涛一、填空题（本题共10小题，每空1分，共27分） 1. 隐身技术又可称为低可探测技术，简称LO技术。广义上的隐身技术可包括雷达隐身、红外隐身、电磁隐身、声隐身和可见光隐身等。 2. 隐身材料从结构形式上可以分为两类：涂覆型隐身材料和结构型隐身材料。隐身材料根据吸波剂在基体中的分布方式可分为均匀分布、层状分布、球状分布和沿开放式多孔分布。 3. 材料对电磁辐射的屏蔽效能取决于反射衰减和吸收衰减的大小。而后者又跟材料的电导率和磁导率有关。 4. 影响吸波剂损耗性能好坏的因素有吸波剂粒度、吸波剂密度、聚集态和形状等。（形貌、电磁参数） 5. 电磁波在材料表面的反射以参数反射系数表示，其数值大小与材料的电导率有关。 6. 物质在电磁场作用下会表现出极化、磁化和传导效应，其分别可以用介电常数ε、磁导率和电导率σ来表征。 7. 根据吸波剂对电磁波损耗形式和机理的不同，可分为电损耗型、磁损耗型和介电损耗型吸波剂。 8. 隐身材料在军事上的应用是为了降低军事目标的RCS 。而军事目标的雷达隐身主要有两种方式，即结构设计和隐身材料；而飞机的雷达隐身的重点部位是机身、机翼和发动机部位。 9. 隐身材料的设计原理包括阻抗匹配原理和能量守恒定律，而前者来源于传输线理论。

10. 吸声材料按照其作用原理可分为两类：多孔吸声材料和共振吸声材料。二、名词解释（本题共4小题，每题5分，共20分） 1. 趋肤深度趋肤深度(skin depth)定义为电磁波从进入良导体媒质至场强振幅衰减为表面值的1/e倍时所传输的距离，以δ表示。结论：(a) 对于高频电磁波，良导体的导电率很大，所以趋肤深度很小；(b) 金属对高频电磁波具有很好的反射作用。 2. 反射衰减当电磁辐射从空气介质入射至金属屏蔽体表面时，由于两种介质的波阻抗发生突变，电磁波会在表面上发生反射现象，造成入射电磁波能量的损耗，这就是反射衰减。 3. 渗滤阈值复合材料的体积电阻率发生突变时炭黑的填充率，称为炭黑在基体中的渗滤阈值。 4. 共振吸声共振吸声原理 ? 材料内部具有空腔，空腔通过微孔或缝隙与外界相连； ? 当声波进入空腔时，引起空气的共振，从而消耗掉声能。 ? 共振吸声结构一般有两种：空腔共振吸声结构、穿孔板共振吸声结构。三、简答题（本题共6小题，每题6分，共36分） 1. 电磁屏蔽材料和吸波材料从作用原理上有何不同？电磁波屏蔽和吸收材料都是为了降低材料对电磁波的透射作用。电磁屏蔽材料对电磁波的作用原理是反射和吸收；吸波材料对电磁辐射的作用原理是吸收。 2. 影响复合材料导电性能的因素主要有哪些？ (a) 聚合物基体(PE、PP、PS、PVC、PV A、ABS)；(b) 材料的制备工艺(挤出、纺丝、抽丝)；(c) 导电介质的种类(金属粉、纤维、炭黑、碳纤维、镀金属纤维)；(d) 导电介质浓度;(e) 导电介质形态(颗粒、纤维)；(f) 制备过程中的助剂(增塑剂、偶联剂)

隐形材料的发展及应用

隐形材料在飞机上的应用 [ 摘要] 隐身技术是军事科学领域的最3大技术成就之一，隐身材料又是隐身技术的基础和先导。本文介绍了在飞机和导弹隐身技术中应用的三种隐身材料技术，最后对隐身技术的发展进行了预测。[ 关键词] 飞机和导弹隐身技术隐身材料一、隐形技术的发展应用隐形技术是指降低飞机对雷达可见性的技术，所以隐形技术又叫“低可见技术”或“低可探技术”。雷达发现目标是依靠从接收到的各类电磁波中将一些不稳定的回波过滤掉，从而分拣出目标的回波特征。而隐形技术的作用是将雷达接收到的飞机回波强度降低到一定程度，使得雷达在正常距离上将目标回波判断为杂波而过滤掉，那样就可以推迟雷达发现飞机的时间，也就达到了隐形的目的。

人类历史上最早应用隐形技术的飞机是二战中的德·哈维兰的蚊式战机，它采用的覆盖张性复合材料的胶合木质结构对于二战中的雷达系统隐形是相当成功的，但今天这些技术已不再适用。在20世纪50年代末，雷达吸收材料的使用使隐形技术有了新的发展，其代表就是美国的 U - 2侦察机。到了20世纪60年代，随着隐形技术解析科学的发展，人们开始将有效分析不同形状和不同组件的整体隐形效果应用于飞机，其中以美国洛克希德公司设计的SR - 71黑鸟最为典型。而10年后，良好的数字设计程序的应用可以使人们对飞机各部分的雷达反射效果进行量化，进而设计出具有平衡雷达散射截面的飞机，这一时期的代表便是大家所熟悉的洛克希德的F -117A 隐形战斗机和诺斯罗普公司的 B- 2A 隐形轰炸机。在随后25年的发展，隐形技术的分析和实验方法得到的不断改进,人们开始将抗雷达散射形状与雷达波吸收材料结合起来.在外形设计时通常使用超级计算机，以平衡3个重要方面的关系，即飞机设计时雷达波前向散射、管腔射线追踪以及散射回波与第一平面的互动关系，进而设计一个雷达散射最弱的机体，尽可能地减小雷达散射面积。同时雷达吸波材料技术不断发展使涂覆型和结构型吸波材料广泛应用于飞机的隐形设计中，反红外、电

隐身材料

隐身技术的发展及应用

隐身材料

隐身材料的研究进展及存在问题

隐身材料的应用与研究前景

隐身材料发展历史综述和应用前景展望

简介隐身涂料的分类和应用技术

红外隐身原理及其应用技术

隐身技术

最新隐形材料的原理及其应用

隐身材料与技术重点

雷达隐身材料

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隐身材料进展综述

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云南大学《隐身材料与技术》期中考试试卷

隐形材料的发展及应用