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高分子材料在军事隐身领域的应用
高分子材料在军事隐身领域的应用
在这篇论文中我提及了少数的几种主流材料在军事隐身技术中的应用，主要论述了导电高分子材料和智能高分子材料在军事隐身领域的应用，以及国内外的发展水平和各种材料的发展前景。 综述
随着军用探测技术的迅猛发展，军事目标面临着各种雷达探测系统、红外探测系统以及光学探测系统的威胁，由于探测系统的日趋精确和导弹技术的飞速发展，使目标几乎处于“被发现即等于被命中摧毁”的程度，因此，提高军事目标的生存能力，降低被探测和发现的概率，对于现代战争来说，具有十分重要的意义【1】。隐身技术成为了提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段，已经成为集陆、海、空、天、电、磁六维一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段，并受到世界各国的高度重视【2】。例如B-2隐身轰炸机(美国诺斯普罗公司)大量采用石墨碳纤维材料、锯齿状雷达散射结构、蜂窝状雷达吸波结构、雷达吸波材料涂层，并采用了新型的飞翼气动外形，没有平尾、翼身融合技术，以求达到最佳隐身效果【3】。现有的隐形材料有很多种类，也各有其长处和缺点，在这篇论文中作者对各种材料的优缺点进行了比较和罗列，可以给隐身材料的设计者提供有价值的、真实的、具有说服力的、来源可靠的数据，如果真的能达到这个目的，那么无论我的最终成绩是什么，我都是成功的。 一、纳米吸波材料 现代化战争对吸波材料的吸波性能要求越来越高，一般传统的吸波材料很难满足需要。由于结构和组成的特殊性，使得纳米吸波涂料成为隐身技术的新亮点。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，一般是由尺寸在1―100 nm的物质组成的微粉体系【4】。
纳米薄膜或纳米多层膜具有优异电磁性能，做成纳米结构的微米粉作吸收剂，具有频带宽、兼容性好、质量小和厚度薄等特点，是一种有发展前途的雷达吸波材料，适合于隐身材料带优化设计。纳米吸波材料对电磁波特别是高频电磁波具有优良的吸收性能。美、俄、法、德、日等国都把纳米吸波材料作为新一代雷达吸波材料进行探索与研究。美国已研制出一种称作“超黑粉”的纳米吸波材料，其对雷达波的吸收率高达99％ ，而且目前正在研究覆盖厘米波、毫米波、红外、可见光等波段的纳米复合材料。法国最近研制成功一种宽频吸波涂层，它由粘结剂和纳米级微屑填充材料构成。纳米级微屑由超薄不定型磁性薄层及绝缘层堆叠而成，磁性层厚度为3 nm，绝缘层厚度为5 nm【5】。 虽然目前已经取得了不少的研究成果，但是这种技术还不成熟，所以并没有被广泛的应用在实战中，但是纳米吸波材料也会成为未来战斗机的主流隐身材料。 二、等离子体隐身技术 等离子体是气体在某种外在因素的激发下，电离生成密度近似相等的自由电子、正离子和少量负离子而形成的第四态物质。理论研究和实验结果表明，等离子体对雷达波具有十分显著的吸收、耗散效果。 其优点是吸波频带宽、吸收率高、隐身效果好、使用简便、使用时间长、价格便宜而且不影响飞行器的飞行性能，由于没有吸波材料和涂层，
也大大降低了维护费用。此外，俄罗斯进行的风洞试验表明，利用等离子体隐身技术还可以减少飞行器的飞行阻力30%以上【6】。 但是这种技术也有其缺点，因为这是一项十分复杂的系统工程，包括大气等离子体技术、电磁理论与工程、空气动力学、机械与电气工程等学科，研究此项技术必须首先做好各学科之间的交叉、配合的研究。所需电源功率很高，设备庞大，不容易在战斗机或轰炸机上安装。而且需要较多的人力、物力、财力投入，适合国家相关机构进行研究与开发，个人是不可能承受这些代价的。 三、填充型导电高分子材料
1977年日本化学家Shirakawa和美国化学家MacDiarmid、物理学家Her ger发现掺杂的聚乙炔膜具有金属导电性，其电导率可以达到金属级别，从此高分子被认为是绝缘体的传统观念被打破了。随后，科学家相继发现具有共扼结构的聚毗咯、聚苯胺和聚苯硫醚等经过掺 杂后其电导率均可达到半导体或者金属导体水平。 最重要的是这些材 料具有微波吸收性能， 可以用来制备雷达吸波材料 【 7 】 ， 这一发现引起
了研究人员的极大兴趣。
如今随着导电高分子本身问题的不断解决和相关材料、 技术的不 断发展， 导电高分子在雷达吸波材料领域中的优势将越来越明显，
未来主要的发展方向是通过与具有磁损耗特性的材料或纳米超微粒 子复合， 制备出兼具电损耗和磁损耗特性或并集纳米材料特殊效应于 一身的复合吸波材料， 同时利用导电高分子的成纤特性与凯芙拉纤维 等增强基体材料混编来达到雷达吸波材料向“
薄、轻、宽、强”方 向发展的要求 【 8 】 。 总之，
填充型导电高分子在雷达吸波材料领域将大有可为。 五、结语
随着材料科学的发展，
隐身材料从以前的单一隐身朝着全波段隐 身的方向发展， 而且兼具机械性能、
经济实用。无论是纳米吸波材料 还是采用等离子或其他隐身技术， 智能隐身材料将会是未来隐身技术
本文来源：https://www.wddqxz.cn/36f5c6f6a56e58fafab069dc5022aaea998f41a4.html
2023-03-26
