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納米材料在隱身技術(shù)中的應(yīng)用

蘇州優(yōu)鋯環(huán)?？萍加邢薰?nbsp; 2020-02-29  點擊2713次

隱身技術(shù):

即采用多種手段來降低己方目標(biāo)的顯著性，使其不被對方的偵察和探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，從而降低目標(biāo)的識別概率。目前，常見的隱身技術(shù)有可見光、紅外、雷達、激光、聲波及多波段隱身技術(shù)等。

 

納米隱身材料特點:

      隱身材料可以改變目標(biāo)的表面特征及電磁吸收性能，降低其顯著性，從而提高其戰(zhàn)時生存能力，是隱身技術(shù)中的重要組成部分。其中，納米材料由于其獨特的理化性能及優(yōu)良的電磁吸收特性，成為最具潛力的功能型隱身材料。

      納米隱身材料是指由納米材料與其他材料復(fù)合而成的功能型隱身材料，多應(yīng)用于工程、裝備的表面及結(jié)構(gòu)涂層中，該類涂層具有以下特點:質(zhì)量輕、厚度薄、紅外發(fā)射率低 、良好力學(xué)性能、吸波特性。

 

隱身作用機理:

①小尺寸效應(yīng):當(dāng)遠大于其自身尺寸的紅外及雷達等電磁波穿過時，波的透過率高，反射率減少，從而使探測器的接收信號減弱。

②表面效應(yīng):與常規(guī)材料相比，納米粒子的比表面積增大，當(dāng)電磁波穿過時，會發(fā)生多重散射。 同時，隨著表面原子數(shù)的增多，粒子表面活性增強，產(chǎn)生磁化現(xiàn)象，電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，從而有利于電磁波的吸收。

③量子尺寸效應(yīng):粒子電子能級產(chǎn)生變化，形成新的吸波效應(yīng)。同時，量子尺寸影響材料吸收邊的位移，從而對吸收帶寬產(chǎn)生作用。

 

納米隱身材料的應(yīng)用

 

1)納米材料在可見光隱身技術(shù)中的應(yīng)用

真正意義上實現(xiàn)可見光隱身，即在人眼視覺下實現(xiàn)目標(biāo)隱身，具有相當(dāng)大的技術(shù)難度。然而，近年來世界各國研究人員根據(jù)光的反射、折射等原理，在此方面開展了一系列的研究，成果顯著。例如:納米金屬針隱身材料、具有可變折射率的超材料、將納米顆粒添加到發(fā)煙材料中等。

 

 

2)納米材料在紅外隱身技術(shù)中的應(yīng)用

將納米材料應(yīng)用于納米紅外隱身涂層材料中,可以明顯增強目標(biāo)的紅外隱身性能。研究發(fā)現(xiàn)，高介電常數(shù)的金屬及半導(dǎo)體材料因其特殊的微觀結(jié)構(gòu)、顆粒形貌、取向分布等特點，使其能夠有效反射電磁波，是最主要的低發(fā)射率材料。例如: Ag納米線、納米二氧化硅UG-SP10/納米氧化鋁UG-L30 納米復(fù)合粉體、納米氧化鋅UG-J30、納米氧化鋼錫(ITO)、納米摻銻二氧化錫UG-06(ATO)等。

 

 

3)納米材料在雷達隱身技術(shù)中的應(yīng)用

    雷達吸波材料是指通過對入射的電磁波吸收衰減，將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能而消耗掉，或干涉電磁波使其消失的一類功能型復(fù)合材料，主要包括電阻型、電介質(zhì)型、磁介質(zhì)型吸波材料等。納米雷達吸波材料是雷達吸波材料中的重點研究方向。

      (1) 常見的電阻型吸波材料包括石墨、碳纖維、導(dǎo)電炭黑、納米碳化硅YQ-S01等。

      (2) 電介質(zhì)型吸波材料主要通過介電損耗和極化弛豫損耗來吸收電磁波，如石墨烯UG-SGraphene-02、納米氮化硅YQ-S31和納米氮化鐵YQ-NT01等。

 

4)納米材料在激光隱身技術(shù)中的應(yīng)用

激光隱身材料是指吸收激光信號，從而降低激光反射，還可以通過改變發(fā)射激光的頻率，造成回波信號偏離，是激光隱身技術(shù)的重要手段之一。納米材料因其透過率高、非線性特征、比表面積大等特點，使其具有很好的激光吸收特性，逐漸成為激光隱身材料中的研究熱點。例如: 納米氧化釔UG-Y01、納米氧化鈰UG-Ce01、納米氧化鑭UG-La01、半導(dǎo)體材料、碳系納米材料等。

 

 

5)納米材料在聲波隱身技術(shù)中的應(yīng)用

以納米材料作為填料制備成的吸聲阻尼聚合物復(fù)合材料是聲波隱身材料中的重要研究方向。國內(nèi)外研究人員驗證了大多數(shù)納米粒子及層狀納米材料作為填料加入到聚合物中，能有效提高材料的吸聲性能。

 

 

6)納米材料在多波段隱身技術(shù)中的應(yīng)用

    隨著探測手段的日益多樣化、高精化偵察與監(jiān)視系統(tǒng)的迅速發(fā)展，單一波段的隱身技術(shù)及材料已經(jīng)不能滿足武器裝備、戰(zhàn)場設(shè)施及重要經(jīng)濟目標(biāo)對抗全方位、全天候攻擊及平、戰(zhàn)時偽裝防護的需求。因此，必須研制出兼容性好的多波段隱身材料以適應(yīng)信息化為主導(dǎo)的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭