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电子科技大学学报

结构隐身材料现状与研究进展

院系名称：微电子与固体电子学院

学生：陈家豪(2012034020026)

————纳米材料的军事应用 引言：纳米技术的出现，标志着人们从微米层次深入到原子，分子级的纳米层次，

使人类可以自由操纵原子和分子，以实现对客观世界的有效操控。纳米技术作为２１世纪的一项关键技术，虽然目前应用研究尚不成熟，但由于具有明显的军事潜力，因此极大的促进了人们寻求纳米技术在军事上的应用。

关键字：纳米材料 涂料 军事应用

随着军事技术的迅速发展，世界各国的防御体系被敌方探测、跟踪和攻击的可能性越来越大，军事目标的生存能力和武器系统的突防能力受到了严重威胁。为了提高军事目标的生存能力和武器系统的突防能力，发展纳米隐身技术成为军事技术发展的重要方向。纳米隐身技术是指通过降低目标的可探测信号特征，从而减小目标被敌方各种探测设备发现概率的综合性技术。

武器的特征信号控制主要包括雷达波、声纳波、红外线、可见光和电磁波特征信号控制。

不同的武器系统采用的隐身技术也不同。飞机隐身的重点是雷达和发动机、排气系统的红外辐射及消除噪声的技术。坦克和装甲运兵车等需要可见光-红外隐身、雷达波隐身及其复合一体化技术。水面舰船机动性最差，其雷达波及红外隐身的难度很高，潜艇关键是对付声纳探测。

纳米隐身涂料的基本设计原理就是产生与背景一致的效果。在可见光下，产生与背景一致的颜色；在电磁波辐照下，产生与背景一致的反射波谱，使伪装目标与背景色调亮度一致或改变形状。隐身涂料还应该防止镜面反射，涂料均为无光或平光，光泽最好在10%以下。

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图1 美国的F-117A隐身战斗机

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下面我们来重点介绍下纳米隐身涂料的分类，纳米隐身涂料以其适用范围分为：防可见光隐身涂料，防红外线隐身涂料，防紫外线隐身涂料，防雷达波隐身涂料，防激光探测隐身涂料，以及防红外线、可见光、雷达波等多种谱段隐身涂料。

防可见光纳米隐身涂料是多以热塑料丙烯酸、聚氨酯、有机硅等常温干基料加入颜填料、消光剂、溶剂配成。颜料则采用耐久性、耐温性能好的品种，如三氧化二铬绿色颜料；消光剂多采取加入较多的滑石粉和气相二氧化硅。纳米涂料主要性能要求如下：干燥性为常温24h实干；柔韧性为1；光泽为平光漆<30%，无光漆<10%；附着力为1；缓冲击强度为490N·cm。要有良好的耐湿性、耐热、耐寒性、耐油性及耐候性，户外使用两年以上无粉化、脱落和变色现象。

而防红外线纳米隐身涂料，是由于植物对红外线反射率较高，一般的绿色颜料反射率较低，所以防红外涂料的颜色选择、组合很重要。由ZnO 、CoO、TiO2配合构成的绿色颜料，具有叶绿素相近的红外线反射率，有良好的模拟叶绿素效果，在红外或全色照片中均难以区别。采用四色变形迷彩，可根据季节、区域变化，改动1-2种颜色而很方便地调配出与环境协调的迷彩色。同样地，这类纳米涂料应该具有快干性，为了便于红外线反射频率调节，可配以炭黑的增减来进行，确保在可见光和红外线下都能与背景相一致。

接下来我们再介绍几种纳米材料的生产工艺，飞机蒙皮迷彩纳米涂料，该纳米涂料以双组分聚氨酯为漆基，添加各色纳米颜料分散而成。该涂料可室温固化，涂层具有良好的耐热性、耐候性、耐化学介质性等特点。用于飞机铝合金蒙皮的伪装与保护。刷、喷涂施工均可。常温固化。每道漆用漆量为130g/m2 。

该涂料由中国涂料研究所生产，工艺路线为：将颜填料加入自行合成的带羟基的树脂液中，研磨至规定细度，包装，即制得A组分；B组分为多异氰酸酯预聚物。

雷达罩抗静电纳米材料，以纳米弹性有机硅聚氨酯树脂为基料，添加良好导电性能的纳米颜料及助剂而成。该纳米涂料具有良好的抗静电性、户外耐久性、耐化学介质性和优异的耐温后的机械性能。用于飞机雷达罩表面抗静电涂料。采用喷涂、常温固化。需施工三道，层间隔时间为24h。

该纳米涂料中国涂料研究所生产，工艺路线为：首先需合成含羟基的硅树脂，然后和纳米颜填料一起研磨分散制成A组分；B组分由多异氰酸酯加成物分散在有机溶剂中制成。

碳纤维复合材料表面抗静电纳米防护涂料，该纳米涂料由弹性的有机硅聚氨酯树脂和具有良好导电性能的颜填料、助剂加工而成。该纳米涂料具有良好的抗静电性、户外耐久性、耐化学性质和优良的机械性能。用于碳纤维复合材料防静

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电耐候保护。喷涂、刷涂均可。层间施工间隔24h。

该纳米涂料由中国涂料研究所生产，工艺路线为：该涂料为双组分，A组分由含羟基的硅树脂和导电颜填料研磨而成；B组分为多异氰酸酯加成物。

现代攻击武器的发展，特别是精确打击武器的出现，使武器装备的生存力受到了极大的威胁，单纯依靠加强武器的防护能力已不实际。采用隐身技术，使敌方的探测、制导、侦查系统失去功效，从而尽可能地隐藏自己，掌握战场的主动权。

国外隐身技术与材料的研究始于第二次世界大战期间，起源在德国，发展在美国并扩展到到英、法、俄罗斯等先进国家。

图2 舰船纳米隐身材料的应用（下图）

纳米舰船隐身技术是纳米涂料的出现和应用，是海上信息战领域中的一大突破。随着军事信息技术、精确制导技术的迅猛发展以及远距离对舰攻击武器的出现，各种作战平台对海上舰船的探测、跟踪、攻击能力越来越强，海上舰船的生存能力日益受到严重威胁。因此，发展和应用隐身技术与涂料，成为提高海上舰船生存力的重要手段。

随着探测和制导手段的不断发展和完善，对纳米隐身涂料提出更

高的要求。今后纳米隐身涂料进行研究开发的内容有：提高现有的纳米隐身涂料的伪装效果；进行适应各类背景的迷彩图案的设计研究；开发防中远红外纳米隐身涂料；开发能吸收声纳波的防声纳波探测纳米隐身涂料；开发可随环境自动变色的“变色龙”纳米隐身涂料；开发在多谱段均具有伪装作用的纳米隐身涂料等等。

参考文献：

[1]《河南科技大学学报（自然科学版）》2004年04期 ３－５ [2]《光电技术应用》 2005年04期 ３８－４５ [3]《荆州师范学院学报》 2000年02期 ９－１３

[4]《纳米材料和技术应用进展—全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集》（上卷） ２１４

－２２３

[5]《涂料工业》 2008年09期 ５７－６３

[6]《纳米复合涂料的研究进展》2001年02期（ 刘福春、韩恩厚、柯伟著） ２１－３８

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