纳米隐身涂料的应用研究进展

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1、第卷第期河南科技大学学报（自然科学版）年月（）文章编号：（）纳米隐身涂料的应用研究进展董延庭，翁小龙，张捷，罗新民，陈波水（解放军后勤工程学院军事油料应用工程系，重庆；中国兵器工业第五九研究所，重庆）摘要：介绍了纳米隐身涂料的性能特点、作用机理及制备方法，强调了纳米材料在军事隐身领域的重要作用，评述了近年来纳米隐身涂料的研究进展，指出纳米隐身涂料比其他隐身材料具有更优异的隐身效果，并且向宽频带多功能方向发展。对目前研究中存在的问题和发展趋势进行了简要的分析。关键词：纳米材料；隐身飞机；涂料中图分类号：；文献标识码：前言随着光电、通讯

2、、计算机和传感器等高新技术及其综合应用的迅猛发展，大大促进了信息获取的实时性及其深度和广度，世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强，陆、海、空各军兵种军事目标的生存力，突防能力日益受到严重威胁。要提高目标的生存能力，就要采取各种伪装方法、运用多种新材料新技术，降低目标被发现的可能性和实效性［］。为此，近年来美、俄、英、法等军事强国都加大了隐身技术的研究力度，新的隐身机理和一批新型隐身材料不断取得进展。在诸多隐身技术中，涂料隐身以其施工方便、成本低廉、性能优越等特点而一直是各国隐身技术研究的重点。自世纪年代初以来，纳米材料和纳

3、米技术的兴起和发展，给隐身涂料带来了突破性进展，已成为当前隐身技术领域研究的热点之一［］。纳米隐身涂料隐身涂料与纳米隐身涂料隐身涂料是固定覆盖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、声呐隐身涂料和多功能隐身涂料等；按涂料隐身原理又可分为吸波隐身涂料和透波隐身涂料，其目的都是最大限度地减少或消除雷达、红外等对目标的探测特征。目前技术较成熟的隐身涂料有：铁氧体系列吸波涂料、石墨、陶瓷型隐形涂料、视黄基席夫碱盐隐身涂料、“铁球状”吸波涂料；含有放射性同位素的涂料和半导体涂料等［］

4、。纳米材料是指三维尺寸中至少有一维为纳米尺寸的材料，如薄膜、纤维、超细粒子、多层膜、粒子膜及纳米微晶材料等［］。纳米涂料一般都是由纳米材料与有机涂料复合而成的，更科学地讲应称作纳米复合涂料（［］，最近已有无机纳米材料与有机高分子树脂复合的纳米涂料，它是通过精细控制无机纳）米粒子使其均匀分散在高聚物基体中的性能更加优异的新型涂料。纳米涂料必须满足以下两个条件：一是其中至少有一相的尺寸在之间，二是纳米相的存在使涂料性能得到显著提高或有新功能。广义地讲纳米涂料还包括：金属纳米涂层材料和无机纳米涂层材料，金属纳米涂层材料主要是指材料中含有纳

5、米晶相，无机纳米涂层材料则是由纳米粒子之间的熔融、烧结复合而成。通常所说的纳米涂料均为有机纳米复合涂料［］。目前，用于涂料的纳米粒子主要有三类［］：一是金属氧化物如，，，，等，二是纳米金属粉末如纳米，，，，等，三是无机盐类如和层状硅基金项目：国家计划资助项目（）作者简介：董延庭（），男，河南汝阳人，硕士生；罗新民（），男，重庆人，教授，硕士，从事摩擦化学与润滑化学研究收稿日期：··河南科技大学学报（自然科学版）年酸盐等。利用纳米粒子的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等［］特殊性质，可以制备紫外屏蔽涂料、吸波涂料、

6、导电涂料、隔热涂料等，从而为提高涂料的性能和赋予涂料新的功能开辟了一条新的途径。当这种涂料用于隐身目的时，就成为纳米隐身涂料。因此，纳米隐身涂料就是通过筛选，应用特定组成的纳米材料与有机涂料复合，使涂覆目标能够对可见光、雷达、红外等现代探测仪器有隐身作用的纳米涂料。雷达和红外隐身技术是隐身领域中研究的重点。传统的隐身涂料往往以特定的波段为对象，有些兼顾型隐身涂料则往往牺牲主要隐身方向的优越性能，或降低装备的战斗能力。以研究较多而且比较成熟的铁氧体类吸波复合材料为例，其对雷达波有相当的吸收率，但吸收频带窄、相对密度大对飞行器隐身不利。

7、相比而言，纳米材料与有机涂料结合后，有如下特点：（）机械性能如粘结性、耐磨性等大大提高，可以减少其他助剂填料的使用；（）高效的宽频带吸波性能，可以覆盖电磁波、微波、红外等波段；（）能够增强基体的腐蚀防护能力；（）耐候性好，耐大气、紫外线侵害；（）涂装性能优良；喷涂质量大为改善。!"#纳米隐身涂料的作用机理综合防雷达、防红外、可见光、激光、声纳等隐身涂料的基本原理是：降低目标自身发出的或反射外来的信号强度；或减小目标与环境的信号反差，使其低于探测器的门槛值；或者使目标与环境反差规律混乱，造成目标几何形状识别上的困难。纳米复合涂料能够隐

8、身的原因在于［］：一方面由于纳米粒子尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米材料对这些范围的波的透过率比常规材料要强得多，这大大减少了波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的效果；另一方面，纳米粒子的比表