中国磁性产业跨越式可持续发展战略研讨会论文集
隐形材料及其应用
王会宗
（中国航天二院２３所北京１００８５４）
摘要随着现代战争的侦察军事目标的技术发展，对隐形材料性能提出了更高的要求，需要隐形的军事装备更多。本文详细地叙述了结构吸波材料、粘合剂、吸波剂等国内外研制动态。原材料选择．制备工艺方法，应用及市场。
１．引言
随着电子技术高度发展，与现代战争相联系的隐形技术在飞机、导弹、军舰、坦克、装甲车及火炮等军事装备及重要的军事设施得到了广泛应用，有效地降低了雷达的作用距离和侦察探测威力，受到世界各国高度重视，投入大量人力和财力进行研究和生产。美闺的波音公司，洛克希得公司，俄罗斯的ＢＮＡＭ，英国的ＰＬＥＳＳＹ公司，日本的ＴＤＫ、ＮＥＣ等国公司先后生产出多种隐形材料，并应用于多种型号的隐形飞机和导弹上。美国的ＦＬｌｌ７Ａ，＆＿２，Ｆ二－２２飞机及巡航导弹（ＡＣＭ），俄罗斯的米格３１飞机，以色列的（猛犬）。法国的（阵风）等飞机。２００３年４月１８日印度宣布隐形战舰下水，具有躲避对方雷达功能，既可以进攻，又可以防御作战。有人曾对采用隐形技术措施的飞行器与没有采用隐形技术的飞行器做了对比试验，测试结果表明，前者使雷达散射面减小２０－－３０ｄＢ，相当于使单站雷达的作用距离缩短了６８＿＿８０％。
提高隐形材料的吸波效果是隐形技术发展的关键技术之一。对隐形材料的性能要求是向宽频带化．薄层化，轻量化的方向发展。以适应未来战争对隐形技术提出更高的要求。
作为隐形技术包括二大部分。其一为隐形体外形技术。ｌｌｐ－毪行器外形设计和结构吸波材料；其二为表面涂敷吸波材料，即伪装涂敷材料，本文主要对结构吸波材料和表面涂敷吸波材料进行讨论。２．探测目标技术
现代战争刚开始以摧毁对方空中各种飞行器，地面军事装备及重要的军事目标，以达到消灭对方有生力量。美国用２４颗人造卫星（其中三颗卫星备用）对地面进行监测。俄罗斯用Ｉｌ颗人造卫星，以椭园轨道运行，对美国２４ｈ全天候进行监测。其探测手段是以各种类型雷达、红外、可见光及声学等各种探测设备来侦察军事目标，再配置制导武器和炸弹，对侦察到的目标进行打击，隐形技术的目的是使军事目标对上述探测设备起隐蔽作用。今年３月２０日美英联军对伊拉克侵略，用无人驾驶侦察机，人造卫星和机载远警飞机等对伊拉克地面军事目标进行侦察。卫星上、飞机上装有Ｘ、Ｋ波段ｌ帽
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雷达，并装有８ｍｍ、５ｍｍ．３ｍｍ波长的毫米波成像雷达及激光、红外探测设备。探测制导跟踪技术进展很快，它包括紫外线（ｏ．３—ｏ．４ｐｍ），可见光（０．４＿－０．７６１１ｍ），近红外（Ｏ．７６一１．２ｐｍ），中红外（３—５ｐｍ），远红外（８一１４ＩＩｍ），超远缈［，（１６－－－１０００ｐｍ）及雷达波，对全球范围军事目标探测，并探测飞机起飞，降落的飞行状态，用红外制导的导弹具有自寻飞行器及地面军事装备的能力，几乎可以全方位攻击目标。由此可知，侦察手段是多方面，频率从几百兆周到光波，为了使空中各种飞行器和地面重要军事目标隐蔽起来，关键要研究具有质量轻，适应性强的隐形材料，使军事目标对雷达波、红外、可见光背景都具有良好的隐形效果。
３，结构吸波材料
为了解决飞行器高速，表面温度高，额外增加质量，表面涂层不牢，飞行性能下降等问题，可以把吸波材料做成飞行器的各种结构板材，即加工夹芯结构，用透波性好，机械强度较高，耐高温的复合材料作面板，将夹芯做成蜂窝、波纹或角锥结构，芯层可填充低强度泡沫吸波剂，或将吸波材料喷涂在夹芯壁面上，使雷达波经多次反射，提高吸波效果。
目前国外一些隐形飞行器先后都采用了结构吸波材料和表面喷涂吸波材料相结合。美国的Ｆ－一１１７Ａ隐形战斗轰炸机，在发动机周围、主翼前缘、垂直尾冀及前部机身的蒙皮材料都采用对雷达波反射小的硼纤维复合材料和碳纤维复合材料。隐形轰炸机弘－２的机翼蒙皮是一种六角形蜂窝夹芯碳，环氧吸波结构材料。由于巡航导弹射程远。速度慢的缺点。因此，使其具有隐形能力显得十分重要，现在美国隐形“战斧”巡航导弹的雷达散射截面只有０．０５ｍ２，肛－５２远程轰炸机经过隐形设计后，其散射截面只有海鸥大小。
研究制造结构吸波材料开始时间比较早，具有应用性比较好的是美国Ｅｍｅｒｓｏｎ公司制造的ＥｃｃｏｓｏｂＣＲ产品，它由数片平行排列的电阻片作损耗层，以塑料蜂窝结构作隔离层，外表面有０．８ｍｍ厚的面板，具有高强度的刚性板材，质量轻，工作频带宽。带内衰减为２０ｄｂ，其中ｃＲ—１１４和１２４用于制造ＳＲＡＭ导弹的水平安定面，该公司研制成功的另一种产品为Ｋ－－ＲＡＭ结构吸波材料，它是由碳纤维作为反射层与损耗大的芳轮纤维为填料而组成，其特点是高强度，宽频带，可以在２－－４０ＧＨｚ频率范围工作，产品厚度在ｓ—１０ｍｍ可以调整，在２—４ＧＨｚ，８．－－１６ＧＨｚ内衰减大于１０ｄｂ，在频率２．ｓ＿ｏ．５ＧＨｚ，＆－－１６ＧＨｚ内衰减大于１５ｄｂ，在２．孓＿３．５ＧＨｚ和９－－－１４ＧＨｚ内衰减大于２０ｄｂ，在频率２－－１８ＧＨｚ范围内衰减大于７ｄｂ。据文献０２Ｊ报导国外飞行器上大量采用碳纤维或碳／玻璃纤维混合纤维作为增强村材料的结构吸材料。
随着隐形技术发展。结构吸波材料向多层结构吸波材料发履。我国有单位研究成功由增强材料（玻１０９
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璃钢１、基体、吸波剂组成三层结构吸波材料，在厚度７ｍｍ，频率８－－－１８ＧＨＺ范围内衰减大于１０ｄｂ，材料密度小于２９／ｃｍ３，强度接近纯玻璃钢，是一种比较好的多层结构吸波材料。
这理值得注意的结构吸波材料的强度和刚度问题，因为巡航导弹对结构材料的强度和刚度要求很高，因此，应用于巡航导弹上的翼和壳体的结构吸波材料，除了具有优良的吸波性能外，还应具有足够的强度和刚度，只有这样才能胜任总体的技术指标的要求。
４．隐形涂料
这类材料是人们研究摄多，品种较多，它是由吸波剂与胶粘荆按一定比例均匀地混合，通过一定的工艺方法制成的。
４．１胶粘剂
高性能的隐形涂料，除了有高性能的吸波剂外，还需要适合于飞行器在复杂、恶劣环境中工作技术要求的胶粘剂，具体技术要求如下１３１：１）附着力（与铝合金）１０－－－１５Ｍｐａ：２）柔韧性１０～１５ｍｍ；３）耐冲击强度ＳＯＫｇ．ｃｎｉｌ４）剥离强度１００Ｎ／Ｃｍ；５）使用温度一５５一－｝１５０；６）固化温度室温或低于８０℃。
目前可供作为胶粘剂的有橡胶型和树脂型两大类。橡胶型的有氯丁橡胶，聚异丁烯，丁烷基橡胶，氯磺化聚乙稀及硫化硅橡胶等，该类材料具有弹性高，柔性好，阻尼大，耐振动等优点。树脂型的有聚氨脂，环氧树脂，聚脂，硅树脂及酚醛树脂等。这类树脂具有附着力好，韧性或刚性较好。耐冲刷等。这两类胶粘剂都是通过固化来获得材料的物理力学性能，其介电性能见表１。
表１几种胶粘剂的介电性能
胶粘剂名称介电常数。’捐耗值培６ｅ
环氧树脂２．９５０．０４０
聚氨脂２．８７０．０３２
氯磺化聚乙稀６．８６０．０４２
聚硫橡胶１４．００．１５０
氯丁橡胶４．ＯＯ０．０２６
聚酰胺２．７＿３．２ｏ．００５
从各种胶粘剂进行综合对比和实际应用效果来看，其中氯磺化聚乙稀（ＣＳＭ），聚氨酯（Ｐｕ）和环氧树腊（ＥＰ）等综合性能比较好，工艺稳定，尤其聚氨脂获得广泛应用，儿乎所有的军用和民用飞机都采１１０
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用聚氨脂涂层。有的涂层使用了三年还不需要重涂。综合性能较好的三种胶粘剂的性能列于表２。
表２三种胶粘剂的性能
性能氯磺化聚乙稀聚氨脂环氧树脂（改性）
附着力／Ｍｐａ８＿一１０＞１５＞１５
柔韧性／ｒａｍ３—５＞２０ｌＯ—之０
耐冲击强度／Ｋｇ・Ｃｍ５０５０５０
允许填充能力差良优
４．２吸波剂
国内外对吸波剂研究十分重视，目前应用的主要吸波剂有铁氧体系列，羰基铁，碳化硅纤维，超细金属微粉，有机高分子聚合物，视黄基席夫盐。这些材料各有其特点，但有局限性，因此，人们常利用现有各种材料的优点，研制复合隐形材料。邓龙江用六角晶系铁氧体与超细微金属粉组成双层涂层，获得良好的结果。另一方面进一步研究”宽、薄、轻，，吸波剂是近几年努力方向１…。
４．２．１多晶铁纤维材料
这种吸波剂的特点是比较轻，克股了铁氧体系列吸波剂质量重的缺点，可使其质量减轻了
４０＿“０％。它是由羰基铁纤维制成，直经１—５ｌｌｍ，长度５０—５００ｔｔｍ，密度低，结构具有形状各向异性，华中科技大学何华辉等人从理论分析和实际测试结果证明，纤维径向的ｐ’，ｐ～，￡，，ｅ”，都比轴向的ｐ’，ｐ～，ｅ’，ｅ”小，这结果为提高多晶铁纤维吸波效果起了重要作用。这种吸波剂能在宽频带内高效率吸收雷达波，它是通过磁捐耗和涡流损耗来衰减电磁波能量，据报导‘５１这项技求已应用于法国现役的导弹。并计划用于下一代战略导弹弹头的Ｍ４５和Ｍ５水下发射导弹。
４．２．２纳米材料
研究和制备纳米材料作为吸波剂是当今世界热门的研究课题，由于物质微粒尺寸减小到钠米级（１０－－－１００ｎｍ），量变引起质的变化，其自身的量子尺寸效应，宏观量子隧道效应。小尺寸和界面效应等对材料性能产生重要的影响，使纳米材料呈现出奇特的力学，电学、磁学、热力学以及化学特性变化，使纳米磁性材料电导率很低，比饱和磁化强度下降，而磁化率和矫顽力却急剧上升。由于金属、金属氧化物粉粒细化，处在颗粒表面的原子数越来越多，增加了活性。在微波场的辐射下，原子、电子运动加剧，使电磁能转化为热能，从而增加了对电磁波吸收能力。
由于纳米材料具有许多特性，引起从事吸波剂研究的科技人员重视。法国制制成功的一种宽频带吸波涂层材料・磁性层厚度３ｎｍ，绝缘层厚度为５ｎｍ，磁性层是将ＣｏＮｉ合金和ＳｉＣ分别用真空沉积方法沉积在基体上，形成超薄电磁吸波夹层结构。然后把夹层薄膜粉碎成屑与胶粘剂混合组成隐形涂料。绝缘层可以是碳化硅或无机材料。这种多层薄膜形成的夹层结构，在频率０．１—１８ＧＨｚ下，其ｕ’和Ⅱ”均大于６，与胶粘剂复合而成的材料，在频率５０ＭＨｚ－－５０ＧＨｚ下，电阻率大于５Ｑ・Ｃｍ。
近几年来，我国研制Ｎｉ铁氧体，Ｌｊ铁氧体等纳米吸波剂取得了一定效果，范薇１６１用溶胶凝胶法制各的Ｌｉ０．ｓＦ＇ｅｚ．ｓ仇铁氧体纳米材料。李俊蓉１９ｌ用同样方法制备出（Ｌ谭ｅ）ｏ．５－ｘＺｎ－Ｆｅ２０４纳米材料，其粉１ｌｌ
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末粒径大小可以用工艺方法调整，一般颗直径在２０－－４０ｍｍ。有些单位用共法或其它方法制取金属氧化物，金属，合金，铁氧体等磁性纳米颗粒材料，获得较理想性能的隐形材料，解决了可见光，近红外，中远红外及在很宽频率范围的目标隐形，使目标辐射系数降低到０．５＿＿０．６，在宽频带内雷达波衰减大于１０ｄｂ，涂料适用于金属、非金、柔性及刚性基体材料，抗冲击强度５０Ｋｇ・Ｃｍ。
４．２．３智能隐形材料
所谓智能隐形就是利用某些材料对周围环境敏感特性，再加以信号控制系统，使材料具有对环境变化调节自身结构的特性，并对环境作出最佳响应，以实现军事目标隐形的目的。
用这种方法隐形受到人们重视，美国曾用一种可见光伪装的材料１＇７１，即在聚氨脂分子链中嵌入丁二炔链段，这链段具有高的活性，可在合适的条件下聚合成聚丁二炔，形成具有自由电子共轭聚合物，并由此改变整个材料的颜色和光强度，利用材料这特性，在材料系统中装入传感器和控制器，采用ＳｉＣ光探测器的窄带通滤波器来识别环境的波长和光强度，然后输出信号，经模拟数字转换器输给微处理器进行识别和处理，发出指令改变材料的颜色和光强度，达到军事目标伪装的效果，即背景隐形。另据报道，美国海军还计划利用智能结构材料制造抑制军舰发动机噪声信号外传的智能结构发动机，以达到使对方探测信号设备作用距离缩短。
５．应用及市场
隐形材料广泛应用于各种类型导弹、军用飞机、火炮、坦克、装甲车、舰艇、导弹配套设备，包括运输车，发射装置，各种机动车，军事要地，弹药仓库等。使上述军用装备和场地的隐形，目前常用有二种方法，第一种方法是把吸波剂配成伪装隐形涂料，在军用装备表面喷涂或刷。第二种是把吸波剂配成各种用途不同的颜色，或印染成迷彩色，常做成各种规格的伪装网。国内外有的公司已经规格化生产伪装网和伪装隐形涂料，伪装背景分为森林、草地、沙漠和雪地等四种。各种型号都有具体的性能要求，表３、表４列出了不同型号性能技术指标。从表３表４可以看出，各种型号的伪装网或伪装隐形涂料，保护波段都有一定范闱，不可能全部满足要求，如果需要大的隐形范围，那么伪装网的质量和涂层厚度就会增加
隐形技术是２ｌ世纪信息战争的重要组成部分，没有隐形功能的武器装备，在战争中是没有战斗力的，国际上先进工业的国家都投入大量的人力和物力对隐形技术进行研究。国际市场上，隐形材料的价格昂贵．并且互相保密，从侧面了解，俄罗斯的１Ｋｇ雷达波吸波荆售价１万美元，地面装备伪装涂料１Ｋｇ售价为１０００美元。美国一辆地面战车，造价为１００万美元，如果具有隐形技术价值要增到３００万美元。近几年美国用发动战争手段，推行独霸世界企图，促使各国加强防御，引起国际市场上伪装网和伪装涂料需求量大大增加，军用市场年产值数千亿美元。国内有段时间个别单位加班来完成合同任务，另外合同要求隐形保护波段宽，生产单位技术满足不了要求而延长交货期。总之，隐形材料应用前景很广，市场很大，需要进一步研究开发。１１２
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表３伪装网技术指标
型号ＲＮ．Ｗ、ＧＤ．ⅢＲＮ．Ｓ．Ⅲ
材料隐形涂料和颜色图案隐形涂料印染在合成纤维布
印染在合成纤维布上上
保护波段０．４－１．２Ⅱｍｆ可见光、０．３－０．４ｐｍ（紫外
近红外１３Ｃｍ－８ｒａｍ线）３Ｃｍ－８ｍｍ
颜色谈碌、中碌、深碌草、
沙地、土壤等白色
雷达波吸收ｓ＿一１０ｄｂ５＿一１０ｄｂ
光谱反射率光谱反射类似于天然光谱反射类似于白雪
植物和土壤
断裂强度≥６９０Ｎ／５×２０Ｃｍ
撕裂强度≥４０Ｎ
尺寸６．８ｍ×６．８ｍ３．４ｍ×６．８ｍ
面积质量≤２５０９／ｍ２．≤＜１８０９／ｍ２．
工作环境温度一３０～＋５０℃一４５～＋５０℃
运行寿命＞３年
应用伪装坦克、火炮、装甲车、导弹支架、发射车辆、导
弹基地、机场、指挥所等
表４伪装隐形涂料技求指标
型号ＶＰ—ｏＶＰ—ＷＯＶＰ—Ｗ
保护波段ｏ．４一Ｉ．２ｕｍ（可见光，近红外）；３－－５ｕｍ；８一１４ｕｍ（远红
９Ｊ＇）；Ｃｍ－－ｍｍ
颜色淡绿，中绿，深绿，枯萎草和沙土等
光反射率光反射率类似于天然植物和土壤
涂敷方法喷涂或刷
光泽没有显露反射危险
胶粘剂和溶剂树脂溶剂水溶解水可溶性
固化周期ｌｈ２４ｈｌｈ（ｆｆ照下）
附着力（等级）≤３≤３
涂层面积４—７ｍ２．／Ｋｇ４＿＿６ｍ２．／ｌ（窖在临界状态使用
工作环境温度一２０＿．＋５０℃一２０一＋５０℃一２０－．＋５０℃
运行寿命５＿－７年
６．结论
国外隐形飞机、隐形巡航导弹及各种隐形武器和重要的军事目标，除了采用先进的外形设计，减弱雷达回波信号外，还都应用了性能好的隐形材料。美国在侵略伊拉克战争中，使用隐形飞行器，各种侦察手段及受控炸弹。由此可见，隐形技求是２１世纪先进军事科学技术之一，武器装备的隐形化是成为取得现代战争胜利的重要保证。随着侦察技术不断提高，要求军事装备在可见光、红外、雷达１１３
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波等很宽范围具有隐形效能，于是对隐形材料提出更高的要求。
为了满足市场需要，把现有研究成果转换为产品，有计划建立３—４个具有一定生产规模的工厂’或公司，生产伪装网，伪装隐形涂料及深入部队对军用装备表面喷涂或刷隐形材料。
参考文献
…Ｉ王会宗等．磁性材料及其应用，国防工业出版社，１９８９，２６１
１２］ＭｉｃｈａｌＣ．ＶＮｉｕ－ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＡｉｒｆｒａｍｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ。１９９１，２４１—２４４．
【３Ｉ王晓红等，宇航材料工艺，１９９７，２７（１），１２一ｌｓ。
１４ｌ秦蝾等，宇航材料工艺，１９９７。２７（４），１７＿１９。
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１８［ＵＳＰ．５１０４５８０．
１９ｌ李後蓉，纳米Ｌｉ－ｚｎ铁氧体材料制备及性能研究，２００２１１４
隐形材料及其应用
作者：
作者单位：王会宗中国航天二院23所(北京)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_5203486.aspx
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王会宗
（中国航天二院２３所北京１００８５４）
摘要随着现代战争的侦察军事目标的技术发展，对隐形材料性能提出了更高的要求，需要隐形的军事装备更多。本文详细地叙述了结构吸波材料、粘合剂、吸波剂等国内外研制动态。原材料选择．制备工艺方法，应用及市场。
１．引言
随着电子技术高度发展，与现代战争相联系的隐形技术在飞机、导弹、军舰、坦克、装甲车及火炮等军事装备及重要的军事设施得到了广泛应用，有效地降低了雷达的作用距离和侦察探测威力，受到世界各国高度重视，投入大量人力和财力进行研究和生产。美闺的波音公司，洛克希得公司，俄罗斯的ＢＮＡＭ，英国的ＰＬＥＳＳＹ公司，日本的ＴＤＫ、ＮＥＣ等国公司先后生产出多种隐形材料，并应用于多种型号的隐形飞机和导弹上。美国的ＦＬｌｌ７Ａ，＆＿２，Ｆ二－２２飞机及巡航导弹（ＡＣＭ），俄罗斯的米格３１飞机，以色列的（猛犬）。法国的（阵风）等飞机。２００３年４月１８日印度宣布隐形战舰下水，具有躲避对方雷达功能，既可以进攻，又可以防御作战。有人曾对采用隐形技术措施的飞行器与没有采用隐形技术的飞行器做了对比试验，测试结果表明，前者使雷达散射面减小２０－－３０ｄＢ，相当于使单站雷达的作用距离缩短了６８＿＿８０％。
提高隐形材料的吸波效果是隐形技术发展的关键技术之一。对隐形材料的性能要求是向宽频带化．薄层化，轻量化的方向发展。以适应未来战争对隐形技术提出更高的要求。
作为隐形技术包括二大部分。其一为隐形体外形技术。ｌｌｐ－毪行器外形设计和结构吸波材料；其二为表面涂敷吸波材料，即伪装涂敷材料，本文主要对结构吸波材料和表面涂敷吸波材料进行讨论。２．探测目标技术
现代战争刚开始以摧毁对方空中各种飞行器，地面军事装备及重要的军事目标，以达到消灭对方有生力量。美国用２４颗人造卫星（其中三颗卫星备用）对地面进行监测。俄罗斯用Ｉｌ颗人造卫星，以椭园轨道运行，对美国２４ｈ全天候进行监测。其探测手段是以各种类型雷达、红外、可见光及声学等各种探测设备来侦察军事目标，再配置制导武器和炸弹，对侦察到的目标进行打击，隐形技术的目的是使军事目标对上述探测设备起隐蔽作用。今年３月２０日美英联军对伊拉克侵略，用无人驾驶侦察机，人造卫星和机载远警飞机等对伊拉克地面军事目标进行侦察。卫星上、飞机上装有Ｘ、Ｋ波段ｌ帽
中国磁性产业跨越式可持续发展战略研讨会论文集
雷达，并装有８ｍｍ、５ｍｍ．３ｍｍ波长的毫米波成像雷达及激光、红外探测设备。探测制导跟踪技术进展很快，它包括紫外线（ｏ．３—ｏ．４ｐｍ），可见光（０．４＿－０．７６１１ｍ），近红外（Ｏ．７６一１．２ｐｍ），中红外（３—５ｐｍ），远红外（８一１４ＩＩｍ），超远缈［，（１６－－－１０００ｐｍ）及雷达波，对全球范围军事目标探测，并探测飞机起飞，降落的飞行状态，用红外制导的导弹具有自寻飞行器及地面军事装备的能力，几乎可以全方位攻击目标。由此可知，侦察手段是多方面，频率从几百兆周到光波，为了使空中各种飞行器和地面重要军事目标隐蔽起来，关键要研究具有质量轻，适应性强的隐形材料，使军事目标对雷达波、红外、可见光背景都具有良好的隐形效果。
３，结构吸波材料
为了解决飞行器高速，表面温度高，额外增加质量，表面涂层不牢，飞行性能下降等问题，可以把吸波材料做成飞行器的各种结构板材，即加工夹芯结构，用透波性好，机械强度较高，耐高温的复合材料作面板，将夹芯做成蜂窝、波纹或角锥结构，芯层可填充低强度泡沫吸波剂，或将吸波材料喷涂在夹芯壁面上，使雷达波经多次反射，提高吸波效果。
目前国外一些隐形飞行器先后都采用了结构吸波材料和表面喷涂吸波材料相结合。美国的Ｆ－一１１７Ａ隐形战斗轰炸机，在发动机周围、主翼前缘、垂直尾冀及前部机身的蒙皮材料都采用对雷达波反射小的硼纤维复合材料和碳纤维复合材料。隐形轰炸机弘－２的机翼蒙皮是一种六角形蜂窝夹芯碳，环氧吸波结构材料。由于巡航导弹射程远。速度慢的缺点。因此，使其具有隐形能力显得十分重要，现在美国隐形“战斧”巡航导弹的雷达散射截面只有０．０５ｍ２，肛－５２远程轰炸机经过隐形设计后，其散射截面只有海鸥大小。
研究制造结构吸波材料开始时间比较早，具有应用性比较好的是美国Ｅｍｅｒｓｏｎ公司制造的ＥｃｃｏｓｏｂＣＲ产品，它由数片平行排列的电阻片作损耗层，以塑料蜂窝结构作隔离层，外表面有０．８ｍｍ厚的面板，具有高强度的刚性板材，质量轻，工作频带宽。带内衰减为２０ｄｂ，其中ｃＲ—１１４和１２４用于制造ＳＲＡＭ导弹的水平安定面，该公司研制成功的另一种产品为Ｋ－－ＲＡＭ结构吸波材料，它是由碳纤维作为反射层与损耗大的芳轮纤维为填料而组成，其特点是高强度，宽频带，可以在２－－４０ＧＨｚ频率范围工作，产品厚度在ｓ—１０ｍｍ可以调整，在２—４ＧＨｚ，８．－－１６ＧＨｚ内衰减大于１０ｄｂ，在频率２．ｓ＿ｏ．５ＧＨｚ，＆－－１６ＧＨｚ内衰减大于１５ｄｂ，在２．孓＿３．５ＧＨｚ和９－－－１４ＧＨｚ内衰减大于２０ｄｂ，在频率２－－１８ＧＨｚ范围内衰减大于７ｄｂ。据文献０２Ｊ报导国外飞行器上大量采用碳纤维或碳／玻璃纤维混合纤维作为增强村材料的结构吸材料。
随着隐形技术发展。结构吸波材料向多层结构吸波材料发履。我国有单位研究成功由增强材料（玻１０９
中国磁性产业跨越式可持续发展战略研讨会论文集
璃钢１、基体、吸波剂组成三层结构吸波材料，在厚度７ｍｍ，频率８－－－１８ＧＨＺ范围内衰减大于１０ｄｂ，材料密度小于２９／ｃｍ３，强度接近纯玻璃钢，是一种比较好的多层结构吸波材料。
这理值得注意的结构吸波材料的强度和刚度问题，因为巡航导弹对结构材料的强度和刚度要求很高，因此，应用于巡航导弹上的翼和壳体的结构吸波材料，除了具有优良的吸波性能外，还应具有足够的强度和刚度，只有这样才能胜任总体的技术指标的要求。
４．隐形涂料
这类材料是人们研究摄多，品种较多，它是由吸波剂与胶粘荆按一定比例均匀地混合，通过一定的工艺方法制成的。
４．１胶粘剂
高性能的隐形涂料，除了有高性能的吸波剂外，还需要适合于飞行器在复杂、恶劣环境中工作技术要求的胶粘剂，具体技术要求如下１３１：１）附着力（与铝合金）１０－－－１５Ｍｐａ：２）柔韧性１０～１５ｍｍ；３）耐冲击强度ＳＯＫｇ．ｃｎｉｌ４）剥离强度１００Ｎ／Ｃｍ；５）使用温度一５５一－｝１５０；６）固化温度室温或低于８０℃。
目前可供作为胶粘剂的有橡胶型和树脂型两大类。橡胶型的有氯丁橡胶，聚异丁烯，丁烷基橡胶，氯磺化聚乙稀及硫化硅橡胶等，该类材料具有弹性高，柔性好，阻尼大，耐振动等优点。树脂型的有聚氨脂，环氧树脂，聚脂，硅树脂及酚醛树脂等。这类树脂具有附着力好，韧性或刚性较好。耐冲刷等。这两类胶粘剂都是通过固化来获得材料的物理力学性能，其介电性能见表１。
表１几种胶粘剂的介电性能
胶粘剂名称介电常数。’捐耗值培６ｅ
环氧树脂２．９５０．０４０
聚氨脂２．８７０．０３２
氯磺化聚乙稀６．８６０．０４２
聚硫橡胶１４．００．１５０
氯丁橡胶４．ＯＯ０．０２６
聚酰胺２．７＿３．２ｏ．００５
从各种胶粘剂进行综合对比和实际应用效果来看，其中氯磺化聚乙稀（ＣＳＭ），聚氨酯（Ｐｕ）和环氧树腊（ＥＰ）等综合性能比较好，工艺稳定，尤其聚氨脂获得广泛应用，儿乎所有的军用和民用飞机都采１１０
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用聚氨脂涂层。有的涂层使用了三年还不需要重涂。综合性能较好的三种胶粘剂的性能列于表２。
表２三种胶粘剂的性能
性能氯磺化聚乙稀聚氨脂环氧树脂（改性）
附着力／Ｍｐａ８＿一１０＞１５＞１５
柔韧性／ｒａｍ３—５＞２０ｌＯ—之０
耐冲击强度／Ｋｇ・Ｃｍ５０５０５０
允许填充能力差良优
４．２吸波剂
国内外对吸波剂研究十分重视，目前应用的主要吸波剂有铁氧体系列，羰基铁，碳化硅纤维，超细金属微粉，有机高分子聚合物，视黄基席夫盐。这些材料各有其特点，但有局限性，因此，人们常利用现有各种材料的优点，研制复合隐形材料。邓龙江用六角晶系铁氧体与超细微金属粉组成双层涂层，获得良好的结果。另一方面进一步研究”宽、薄、轻，，吸波剂是近几年努力方向１…。
４．２．１多晶铁纤维材料
这种吸波剂的特点是比较轻，克股了铁氧体系列吸波剂质量重的缺点，可使其质量减轻了
４０＿“０％。它是由羰基铁纤维制成，直经１—５ｌｌｍ，长度５０—５００ｔｔｍ，密度低，结构具有形状各向异性，华中科技大学何华辉等人从理论分析和实际测试结果证明，纤维径向的ｐ’，ｐ～，￡，，ｅ”，都比轴向的ｐ’，ｐ～，ｅ’，ｅ”小，这结果为提高多晶铁纤维吸波效果起了重要作用。这种吸波剂能在宽频带内高效率吸收雷达波，它是通过磁捐耗和涡流损耗来衰减电磁波能量，据报导‘５１这项技求已应用于法国现役的导弹。并计划用于下一代战略导弹弹头的Ｍ４５和Ｍ５水下发射导弹。
４．２．２纳米材料
研究和制备纳米材料作为吸波剂是当今世界热门的研究课题，由于物质微粒尺寸减小到钠米级（１０－－－１００ｎｍ），量变引起质的变化，其自身的量子尺寸效应，宏观量子隧道效应。小尺寸和界面效应等对材料性能产生重要的影响，使纳米材料呈现出奇特的力学，电学、磁学、热力学以及化学特性变化，使纳米磁性材料电导率很低，比饱和磁化强度下降，而磁化率和矫顽力却急剧上升。由于金属、金属氧化物粉粒细化，处在颗粒表面的原子数越来越多，增加了活性。在微波场的辐射下，原子、电子运动加剧，使电磁能转化为热能，从而增加了对电磁波吸收能力。
由于纳米材料具有许多特性，引起从事吸波剂研究的科技人员重视。法国制制成功的一种宽频带吸波涂层材料・磁性层厚度３ｎｍ，绝缘层厚度为５ｎｍ，磁性层是将ＣｏＮｉ合金和ＳｉＣ分别用真空沉积方法沉积在基体上，形成超薄电磁吸波夹层结构。然后把夹层薄膜粉碎成屑与胶粘剂混合组成隐形涂料。绝缘层可以是碳化硅或无机材料。这种多层薄膜形成的夹层结构，在频率０．１—１８ＧＨｚ下，其ｕ’和Ⅱ”均大于６，与胶粘剂复合而成的材料，在频率５０ＭＨｚ－－５０ＧＨｚ下，电阻率大于５Ｑ・Ｃｍ。
近几年来，我国研制Ｎｉ铁氧体，Ｌｊ铁氧体等纳米吸波剂取得了一定效果，范薇１６１用溶胶凝胶法制各的Ｌｉ０．ｓＦ＇ｅｚ．ｓ仇铁氧体纳米材料。李俊蓉１９ｌ用同样方法制备出（Ｌ谭ｅ）ｏ．５－ｘＺｎ－Ｆｅ２０４纳米材料，其粉１ｌｌ
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末粒径大小可以用工艺方法调整，一般颗直径在２０－－４０ｍｍ。有些单位用共法或其它方法制取金属氧化物，金属，合金，铁氧体等磁性纳米颗粒材料，获得较理想性能的隐形材料，解决了可见光，近红外，中远红外及在很宽频率范围的目标隐形，使目标辐射系数降低到０．５＿＿０．６，在宽频带内雷达波衰减大于１０ｄｂ，涂料适用于金属、非金、柔性及刚性基体材料，抗冲击强度５０Ｋｇ・Ｃｍ。
４．２．３智能隐形材料
所谓智能隐形就是利用某些材料对周围环境敏感特性，再加以信号控制系统，使材料具有对环境变化调节自身结构的特性，并对环境作出最佳响应，以实现军事目标隐形的目的。
用这种方法隐形受到人们重视，美国曾用一种可见光伪装的材料１＇７１，即在聚氨脂分子链中嵌入丁二炔链段，这链段具有高的活性，可在合适的条件下聚合成聚丁二炔，形成具有自由电子共轭聚合物，并由此改变整个材料的颜色和光强度，利用材料这特性，在材料系统中装入传感器和控制器，采用ＳｉＣ光探测器的窄带通滤波器来识别环境的波长和光强度，然后输出信号，经模拟数字转换器输给微处理器进行识别和处理，发出指令改变材料的颜色和光强度，达到军事目标伪装的效果，即背景隐形。另据报道，美国海军还计划利用智能结构材料制造抑制军舰发动机噪声信号外传的智能结构发动机，以达到使对方探测信号设备作用距离缩短。
５．应用及市场
隐形材料广泛应用于各种类型导弹、军用飞机、火炮、坦克、装甲车、舰艇、导弹配套设备，包括运输车，发射装置，各种机动车，军事要地，弹药仓库等。使上述军用装备和场地的隐形，目前常用有二种方法，第一种方法是把吸波剂配成伪装隐形涂料，在军用装备表面喷涂或刷。第二种是把吸波剂配成各种用途不同的颜色，或印染成迷彩色，常做成各种规格的伪装网。国内外有的公司已经规格化生产伪装网和伪装隐形涂料，伪装背景分为森林、草地、沙漠和雪地等四种。各种型号都有具体的性能要求，表３、表４列出了不同型号性能技术指标。从表３表４可以看出，各种型号的伪装网或伪装隐形涂料，保护波段都有一定范闱，不可能全部满足要求，如果需要大的隐形范围，那么伪装网的质量和涂层厚度就会增加
隐形技术是２ｌ世纪信息战争的重要组成部分，没有隐形功能的武器装备，在战争中是没有战斗力的，国际上先进工业的国家都投入大量的人力和物力对隐形技术进行研究。国际市场上，隐形材料的价格昂贵．并且互相保密，从侧面了解，俄罗斯的１Ｋｇ雷达波吸波荆售价１万美元，地面装备伪装涂料１Ｋｇ售价为１０００美元。美国一辆地面战车，造价为１００万美元，如果具有隐形技术价值要增到３００万美元。近几年美国用发动战争手段，推行独霸世界企图，促使各国加强防御，引起国际市场上伪装网和伪装涂料需求量大大增加，军用市场年产值数千亿美元。国内有段时间个别单位加班来完成合同任务，另外合同要求隐形保护波段宽，生产单位技术满足不了要求而延长交货期。总之，隐形材料应用前景很广，市场很大，需要进一步研究开发。１１２
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表３伪装网技术指标
型号ＲＮ．Ｗ、ＧＤ．ⅢＲＮ．Ｓ．Ⅲ
材料隐形涂料和颜色图案隐形涂料印染在合成纤维布
印染在合成纤维布上上
保护波段０．４－１．２Ⅱｍｆ可见光、０．３－０．４ｐｍ（紫外
近红外１３Ｃｍ－８ｒａｍ线）３Ｃｍ－８ｍｍ
颜色谈碌、中碌、深碌草、
沙地、土壤等白色
雷达波吸收ｓ＿一１０ｄｂ５＿一１０ｄｂ
光谱反射率光谱反射类似于天然光谱反射类似于白雪
植物和土壤
断裂强度≥６９０Ｎ／５×２０Ｃｍ
撕裂强度≥４０Ｎ
尺寸６．８ｍ×６．８ｍ３．４ｍ×６．８ｍ
面积质量≤２５０９／ｍ２．≤＜１８０９／ｍ２．
工作环境温度一３０～＋５０℃一４５～＋５０℃
运行寿命＞３年
应用伪装坦克、火炮、装甲车、导弹支架、发射车辆、导
弹基地、机场、指挥所等
表４伪装隐形涂料技求指标
型号ＶＰ—ｏＶＰ—ＷＯＶＰ—Ｗ
保护波段ｏ．４一Ｉ．２ｕｍ（可见光，近红外）；３－－５ｕｍ；８一１４ｕｍ（远红
９Ｊ＇）；Ｃｍ－－ｍｍ
颜色淡绿，中绿，深绿，枯萎草和沙土等
光反射率光反射率类似于天然植物和土壤
涂敷方法喷涂或刷
光泽没有显露反射危险
胶粘剂和溶剂树脂溶剂水溶解水可溶性
固化周期ｌｈ２４ｈｌｈ（ｆｆ照下）
附着力（等级）≤３≤３
涂层面积４—７ｍ２．／Ｋｇ４＿＿６ｍ２．／ｌ（窖在临界状态使用
工作环境温度一２０＿．＋５０℃一２０一＋５０℃一２０－．＋５０℃
运行寿命５＿－７年
６．结论
国外隐形飞机、隐形巡航导弹及各种隐形武器和重要的军事目标，除了采用先进的外形设计，减弱雷达回波信号外，还都应用了性能好的隐形材料。美国在侵略伊拉克战争中，使用隐形飞行器，各种侦察手段及受控炸弹。由此可见，隐形技求是２１世纪先进军事科学技术之一，武器装备的隐形化是成为取得现代战争胜利的重要保证。随着侦察技术不断提高，要求军事装备在可见光、红外、雷达１１３
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波等很宽范围具有隐形效能，于是对隐形材料提出更高的要求。
为了满足市场需要，把现有研究成果转换为产品，有计划建立３—４个具有一定生产规模的工厂’或公司，生产伪装网，伪装隐形涂料及深入部队对军用装备表面喷涂或刷隐形材料。
参考文献
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１９ｌ李後蓉，纳米Ｌｉ－ｚｎ铁氧体材料制备及性能研究，２００２１１４
隐形材料及其应用
作者：
作者单位：王会宗中国航天二院23所(北京)
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