隐身涂料是固定涂覆在武器系统结构上的隐身涂料，按其功能可分为雷达隐身涂料、红外隐身涂料、声波隐身涂料、可见光隐身涂料、激光隐身涂料和多功能隐身涂料等。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。光学隐身，主要是要求涂层的光谱反射特性与背景一致；红外隐身，主要是要求涂层的热红外辐射特性与背景一致；而激光隐身和雷达隐身分别要求涂层对激光与雷达波具有低的反射特性。

 

雷达隐身涂料

 

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。

 

 

红外隐身涂料

 

红外隐身指的是热红外隐身3~5 μm和 8~14 μm，利用涂料实现热红外隐身的基本要求是涂层的红外辐射特性与背景一致，一般通过测试涂层的红外发射率进行研究。一般而言，红外隐身可通过利用各种发射率的涂层对目标进行红外迷彩设计来实现。中高发射率涂层一般容易制备，关键是制备低发射率涂层，而且低发射率涂层也有专门的隐身用途，它对一些武器的发热部件具有明显的降低表观温度作用。

另外，涂层的热惯量也是研究涂层红外隐身性能的一个重要参数。热惯量是材料对温度变化热响应的量度。材料热惯量越小，在白天和晚上的表观温度相差越大；材料热惯量越大，在白天和晚上的表观温度相差越小。为了实现全天候红外隐身，涂层的热惯量应尽可能与背景材料的热惯量一致。红外隐身可用来对抗红外热像仪和红外制导武器等。

激光隐身涂料

 

激光隐身的原理主要是基于激光测距机的测距方程，要实现激光隐身，消弱激光测距机的测距能力缩短其最大测程，必须降低目标对激光的反射率。目前，常用激光探测器的探测频率主要集中在1.06 μm和10.6 μm两个频段。在此频段激光隐身涂料具有高的摩尔吸收率，其化学稳定性、热稳定性和力学性能等综合性能优良，所以其应用范围很广。如可见光、激光、红外隐身技术需要涂料具有不同的颜色，对特定波长的激光和特定波段的雷达波强吸收，并具有各种高 低不同的热红外发射率。激光隐身经常涉及一些相互矛盾的问题，如1.06 μm激光隐身要求的高吸收与近红外绿色涂层隐身要求的高反射之间的矛盾、10.6 μm激光隐身要求的高吸收与8~14 μm热红外隐身要求的低辐射之间的矛盾等，这可以通过隐身的综合设计来解决。但在研制隐身涂料时尽量追求激光隐身功能是一个发展趋势。

 

吸波涂料

 

雷达吸波涂料主要包括磁损性涂料和电损性涂料。

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。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1 mm，在2~10 GHz内衰减达10~12 dB，耐热达500 ℃；Emerson公司的Eccosorb Coating 268E厚度1.27 mm，重4.9 kg/m²，在常用雷达频段内(1~16 GHz)有良好的衰减性能(10 dB)。磁损型涂料的实际重量通常为8~16 kg/m²，因而降低重量是亟待解决的重要问题。

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4 kg/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%。

 

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，铁氧体吸收材料具有吸收强、频带宽的特点，被广泛用于隐身领域，如美国的SR-1高空侦察机上就使用了铁氧体吸波涂层。近年来，研究的铁氧体主要有六角晶系铁氧体和尖晶石型铁氧体。

 

羰基铁吸波涂料

 

羰基铁吸波涂料是一种典型的磁损耗型吸波涂料，具有吸收能力强、应用方便等特点。但是由于羰基铁吸收剂存在密度大，在涂料中体积占空比一般都大于40%，因此，导致这种吸波涂料仍存在面密度大的缺点。耐腐蚀多晶羰基铁纤维吸波涂料已在F/A-18E/F和A/F-117X飞机上使用。

 

陶瓷吸波涂料

 

这类吸波剂具有比铁氧体、复合金属粉末等吸收剂密度低、吸波性能较好、可有效地减轻红外辐射信号的特点。其中碳化硅是制作多波段吸波涂料的主要成分，有可能实现轻质、薄层、宽频带和多波段，很有应用发展前景。

 

超细金属粉末吸波涂料

 

细化金属超细粉末能使其组成粒子的原子数目大大减少，磁、电、光等物理性能发生质的变化，磁损耗较大。用这种吸收剂制成的吸波涂料可以通过调节粉末的粒径、含量和混合比例等来调节吸波涂料的电磁参数，以使其达到较为理想的吸波效果。

 

纳米吸波涂料

 

目前纳米材料作为隐身技术的关键技术之一，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，是一种极具发展前景的高性能、多功能材料。据报道，美国研制的“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波的吸收率达99%；美国研制的宽频微波吸波涂层材料是由胶黏剂和纳米级微粉填料构成。这类多层结构具有很好的磁导率和红外辐射率，对50 MHz ~ 50 GHz的电磁波具有良好的吸收性能。

 

纳米材料是物理学上的理想黑体，纳米氧化锌粉、羰基铁粉、镍粉、铁氧体粉以及铁、镍合金粉等都是优良的电磁波吸收材料，不仅能吸收雷达波，而且能很好地吸收可见光和红外线，用此配制的吸波涂料和结构吸波材料，可以显著改善飞机、坦克、舰艇、导弹、鱼雷等武器装备的隐身性能，将是今后隐身领域发展的必然趋势。

 

等离子体吸波涂料

 

等离子体吸波涂料是将放射性物质涂覆在目标上，使目标表面附近的局部空间电离，形成等离子体来吸收电磁波的能量。此技术最大的特点就是不用改变装备的结构，只需利用等离子体发生器就可以实现隐身目的，且隐身效果非常好。目前，这种技术比较先进的国家是俄罗斯和美国。

 

 

多频谱隐身涂料

 

这类涂料一般是指可见光、红外及雷达兼容型隐身涂料。随着先进红外探测器、米波雷达、毫米波雷达、激光雷达等先进探测设备的相继问世，隐身涂料正朝着能够兼容米波、厘米波、红外、激光等多波段电磁波隐身的多频谱方向发展。近几年，国外先进的多功能隐身涂料在可见光、远红外、8 mm和3 mm五波段一体化方面已取得一些进展。

 

其他新型材料

 

手性吸波材料

手性是指一种物质与其镜像不存在几何对称性，且不能通过任何操作使其与镜像重合。手性吸波涂料是近年来开发的新型吸波材料。它与一般吸波涂料相比，具有吸波频率高、吸收频带宽的优点，并可以通过调节旋波参量来改善吸波特性，在提高吸波性能，扩展吸波带方面具有很大潜能。

 

 

导电高聚物材料

 

这种材料是近几年才发展起来的，由于其结构多样化、高度低和独特的物理、化学特性，因而引起科学界的广泛重视。将导电高聚物与无机磁损耗物质或超微粒子复合，可望发展成为一种新型的轻质宽频带微波吸收材料。

 

等离子隐身技术

 

等离子体是继固体、液体、气体之后的第四种物质形态，被称为物质第四态。等离子体之所以有隐身功能，是因为它对雷达波具有折射与吸收作用。

 

利用电磁波与等离子体互相作用的特性来实现，其中等离子体频率起着重要的作用。等离子体频率指等离子体电子的集体振荡频率，频率的大小代表等离子体对电中性破坏反应的快慢，它是等离子体的重要特征。若等离子体频率大于入射电磁波频率，则电磁波不会进入等离子体。此时，等离子体反射电磁波，外来电磁波仅进入均匀等离子体约2mm，其能量的 86％就被反射掉了。但是当等离子体频率小于入射电磁波频率时，电磁波不会被等离子体截止，能够进入等离子体并在其中传播，在传播过程中。部分能量传给等离子体中的带电粒子，被带电粒子吸收，而自身能量逐渐衰减。

 

隐身涂料试验方法标准

 

目前仅有的隐身涂料行业及以上试验方法标准为国家军用标准GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》、GJB 2502.3-2006《航天器热控涂层试验方法第3部分：发射率测试》、GJB 5022-2001《室内场缩比目标雷达散射截面测试方法》、GJB 5023.2-2003《材料和涂层反射率和发射率测试方法第2部分：发射率》、GJB 5892-2006《红外辐射率测量方法》、GJB 8820-2015《电磁屏蔽材料屏蔽效能测量方法》。这些主要是隐身涂料反射率和发射率试验方法标准，其他如隐身涂料的耐腐蚀性、耐介质性、附着力等性能的试验方法，基本上是借鉴国标中涂料的相关试验方法，没有形成隐身涂料独立的试验方法。

 

随着科学研究的不断深入，新的隐身涂料将不断问世。同时，各种反隐身技术和手段正在积极发展之中。

 

来源：Internet

关键词： 隐身涂料