隱身技術:
即采用多種手段來降低己方目標的顯著性,使其不被對方的偵察和探測系統發現,從而降低目標的識別概率。目前,常見的隱身技術有可見光、紅外、雷達、激光、聲波及多波段隱身技術等。
納米隱身材料特點:
隱身材料可以改變目標的表面特征及電磁吸收性能,降低其顯著性,從而提高其戰時生存能力,是隱身技術中的重要組成部分。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合而成的功能型隱身材料,多應用于工程、裝備的表面及結構涂層中,該類涂層具有以下特點:質量輕、厚度薄、紅外發射率低 、良好力學性能、吸波特性。
隱身作用機理:
①小尺寸效應:當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:與常規材料相比,納米粒子的比表面積增大,當電磁波穿過時,會發生多重散射。 同時,隨著表面原子數的增多,粒子表面活性增強,產生磁化現象,電磁能轉化為熱能,從而有利于電磁波的吸收。
③量子尺寸效應:粒子電子能級產生變化,形成新的吸波效應。同時,量子尺寸影響材料吸收邊的位移,從而對吸收帶寬產生作用。
納米隱身材料的應用
1)納米材料在可見光隱身技術中的應用
真正意義上實現可見光隱身,即在人眼視覺下實現目標隱身,具有相當大的技術難度。然而,近年來世界各國研究人員根據光的反射、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煙材料中等。
2)納米材料在紅外隱身技術中的應用
將納米材料應用于納米紅外隱身涂層材料中,可以明顯增強目標的紅外隱身性能。研究發現,高介電常數的金屬及半導體材料因其特殊的微觀結構、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中的應用
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合材料,主要包括電阻型、電介質型、磁介質型吸波材料等。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、導電炭黑、納米碳化硅YQ-S01等。
(2) 電介質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中的應用
激光隱身材料是指吸收激光信號,從而降低激光反射,還可以通過改變發射激光的頻率,造成回波信號偏離,是激光隱身技術的重要手段之一。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、半導體材料、碳系納米材料等。
5)納米材料在聲波隱身技術中的應用
以納米材料作為填料制備成的吸聲阻尼聚合物復合材料是聲波隱身材料中的重要研究方向。國內外研究人員驗證了大多數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中的應用
隨著探測手段的日益多樣化、高精化偵察與監視系統的迅速發展,單一波段的隱身技術及材料已經不能滿足武器裝備、戰場設施及重要經濟目標對抗全方位、全天候攻擊及平、戰時偽裝防護的需求。因此,必須研制出兼容性好的多波段隱身材料以適應信息化為主導的現代化戰爭
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