杏彩体育app吸波复合资料_

　　吸波复合资料 许健 Contents 1 布景介绍 2 吸波复合资料的运用 3 吸波复合资料的分类 4 涂溶覆胶型吸-凝波胶材法料 5 结构型吸波资料 6 展望 布景 军用隐身技能(stealthy technique)的根本概念 军用隐身便是使敌方的各种勘探体系( 如雷达、红 外、电子、可见光及声波等勘探体系等)发现不了我方 的兵器，无法施行阻拦和进犯。 隐身技能是一项高技能归纳体，意图是使敌方探 测器接收到的信号下降到零。它首要包含两个方面， 即外形规划技能、隐身资料的运用，并使这两种技能 有机结合。 隐身资料 隐身资料 声隐身资料:包含吸声资料，隔声资料，消声资料等， 首要用于潜艇的螺旋桨和外壳的消声瓦，避开敌方 的声纳体系。 红外隐身资料便是要下降物体的红外辐射或许使物体的 红外辐射与布景根本到达一起，难以被敌人的红外勘探 器发。红外隐身资料首要用于飞机蒙皮，坦克外壳等部位。 可见光隐身资料一般选用色彩与环境一起的保护色资料， 构成与布景色彩挨近的迷彩图画，用于战斗机、坦克、 坦克车等军用配备。 激光隐身资料用来对立激光制导兵器、激光雷达等， 这些资料对激光的反射率低而吸收率高。 雷达隐身资料（也称吸波资料）能吸收雷达波，使反射波 削弱甚至不反射雷达波，然后到达隐身的意图。 吸波资料的前期运用 ? 一战时，德国空军曾用通明资料制作过飞机，使地上人员难 以发现它们 ? 1945年——雷达创造之后，美国研发出一种吸收雷达波的涂 料，代号为MX-40，听说运用作用很好。 ? 1954年——U-2，规划时考虑了隐身，如在机身上涂满黑色 的可下降雷达波散射程度的“铁漆”涂料。 ? 1966年——SR-71，翼身交融、双垂尾内倾、大后掠边条翼 和三角翼，机身外表喷涂 “铁漆”，并用了许多专门研发 的特别资料和涂层。 SR-71 （黑鸟） 吸波资料的快速开展 ? F-117A（夜鹰）战斗机在海湾战争中取得的巨大成果促进 吸波资料快速的开展。 F-117A“夜鹰”隐形战斗机 外形像一个堆积起来的杂乱多面体，大部分外表向后歪斜，具有 大后掠机翼和V形垂尾。这种外形能使反射雷达波改动方向，产 生散射，敌方雷达很难收到反射信号。F－117的机身、机翼和垂 尾很多选用了玻璃纤维、碳纤维等雷达隐身资料。 军用范畴 LOGO 民用范畴 防辐射键盘 防辐射天线 铁氧体电磁吸收环（用于 通讯，导航，电磁兼容） 吸波资料的介绍 吸波资料一般由基体资料与损耗介质复合而成，研 究内容包含基体资料、损耗介质和成型工艺的规划，其 中损耗介质的功用、数量及匹配挑选是吸波资料规划中 的重要环节。吸波资料按其成型工艺和承载才干，可分 为涂敷型吸波资料和结构型吸波资料两大类。 涂敷型吸波资料是将吸收剂与黏结剂混合后涂敷于 方针外表构成吸波涂层；而结构型吸波资料，则一般是 将吸收剂涣散在由特种纤维增强的结构资猜中所构成的 结构复合资料，它具有承载和吸收电磁波的两层功用。 电磁波吸收原理 电磁屏蔽不能从根本上削弱、消除电磁波。只有使 用电磁波吸收资料，把电磁能转化为其它方法的能量， 才干耗费电磁波。电磁波吸收资料的作用是吸收入射的 电磁波，并将电磁能转换成热能损耗掉。 现在耗费电磁能的手法有：一是凭借介电物或微粒 的分子在电磁作用下趋于运动，一起受限制导电率影响 而将电磁能转变成热能损耗掉；二是选用以结构方法使 入射波相位与反射波的相反来衰减电磁能。 吸波资料的分类 分类 涂覆型 涂料(如铁氧体) 贴片（塑料、橡胶 和陶瓷） 结构型 碳纤维骨架和 碳基体（碳粒、 碳化硅粉等） 组成的复合材 料 非隐身资料与隐身资料比较示意图 雷达依据方针反射的电磁波来盯梢方针。依据反射信号的强 弱、方位、时刻等信息可计算出敌方方针的方位、运动速度等。 方针的反射信号越强，雷达就越简略勘探到方针。雷达隐身资料 （也称吸波资料）能吸收雷达波，使反射波削弱甚至不反射雷达 波，然后到达隐身的意图。吸波资料首要是经过电磁能转化为热 能而耗散或许使电磁波因干与而抵消。 涂敷型吸波资料 将吸波涂料涣散在有机高分子资料的黏结剂中，一起 参加一些其它附加物，选用涂刷或喷涂办法加工，经常温 固化构成涂层结构。该涂层适用于杂乱曲面形体，且耐候 性及归纳机械功用杰出。涂敷型吸波资料工艺简略、运用 便利、简略调理。 (1)铁氧体吸波涂料：是把铁氧体涣散在有机高分子资料的黏 结剂中，一起还参加一些其它附加物。铁氧体可分为尖晶石型、 石榴石型和磁铅石型。天然共振是铁氧体吸收电磁波的首要机 制。天然共振是指铁氧体在不加外恒磁场的情况下，由入射的 交变磁场和晶体的磁性各向异性等一起作用发生的共振。因为 铁氧体既是磁介质又是电介质，具有磁吸收和电吸收两种功用， 是功用极佳的吸波资料，与其它吸波资料比较，它还具有体积 小、吸波作用好、成本低的特色。但它也具有密度大、高温特 性差等缺陷。 (2)超微磁性金属粉：磁性金属、合金粉末具有温度安稳功用 好，磁导率、介电常数大，电磁损耗大，有利于到达阻抗匹配 和展宽吸收频带等长处，是其成吸收资料的首要开展方向。而 超微磁性金属粉资料便是将超细磁性金属粉末与高分子黏结剂 复合而成，可经过多相超细磁性金属粉末的混合份额等调理电 磁参数，到达较为抱负的吸波作用。金属微粉吸波资料首要有 两类：一是羰基金属微粉吸波资料；二是经过蒸腾、复原、有 机醇盐等工艺得到的磁性金属微粉吸波资料。金属微粉吸波材 料微波磁导率较高、温度安稳性好，但抗氧化、耐酸碱才干差， 远不如铁氧体；介电常数较大且频谱特性差，低频段吸收功用 较差；密度较大。 (3)纳米资料：资料组分特征尺度在0.1-100nm，它具有极好的吸波特性，频 带宽、兼容性好、质量小和厚度薄，对电磁波的透射率及吸收率比微米级粉 体要大得多。 (4)磁纤维吸波涂层：吸波涂层资猜中所运用的球状磁性吸收剂很难满意装 备对吸波涂层的严苛要求。由铁、镍、钴及其合金制成的一种多层磁纤维吸 波涂层，其间纤维可经过多种吸波机制来损耗微波能量，因此可在较宽频带 内完成高吸收，且分量可减轻40-60%。其间，多晶铁纤维在微波低频段的吸 波功用尤为杰出。 (5)导电高聚物：导电高聚物具有共轭π 电子的线形或平面形构型与高分子 电荷转移给络合物的作用，其电导率可在绝缘体、半导体和金属态规模内变 化，电磁参量依赖于高聚物的主链结构、室温电导率、掺杂剂性质、微观形 貌、涂层厚度、涂层结构等。 (6)手性吸波资料：手性是指一种物质与其镜像不存在几许对称 性，且不能经过任何操作使其与镜像重合。而手性吸波涂层是 在基体树脂中掺和一种或多种具有不同特性参数的手性媒质构 成。手性资料具有双各向同性的特性，其电场与磁场彼此耦合。 在实践运用中首要有两类手性物体：本征手性和结构手性物体。 本征手性物体自身的几许形状即具有手性，如螺旋线等。现在 研讨的吸波手性资料是在基体资猜中掺杂手性结构物质构成的 结构手性复合资料。 结构型吸波资料 虽然涂覆型吸波资料已得到广泛运用，但其频带 窄、易掉落、涂层厚、比严重、使部件增严重等。近 年来，在涂覆型吸波资料基础上开展了断构型吸波材 料。它既有高的结构强度，又有好的吸波功用，而且 在一些条件下缓冲了厚度与分量上的对立。 (1)稠浊纱吸波复合资料：经过增强纤维之间必定的稠浊份额和 结构规划方法制作成的、满意特别功用要求或归纳功用较好的 复合资料。这种资料具有优秀的吸透波功用，又兼具复合资料 分量轻、强度大、耐性好等特色。作为制作隐身飞机机身、导 弹壳体等部件，能大大削减隐身飞行器雷达散射截面。 (2)陶瓷型吸波资料：如SiC纤维、Al2O3纤维、Si3N4纤维吸波材 料等陶瓷型吸波资料能满意在特别情况下耐高温、高速热气流 冲击的要求。 (3) C-C 吸波资料：能很好的削减红外信号和雷达信号。它具 有极安稳的化学键，抗高温烧蚀功用好、强度高、耐性大，还 具有优秀的吸波功用。缺陷是抗氧化性差，在氧化气氛下只能 耐400℃，涂有SiC抗氧化涂层的C-C资料抗氧化功用大大进步。 雷达体系 电磁波频谱的区分 频段 极高频(EHF) 特高频(SHF) 超高频(UHF) 甚高频(VHF) 高频(HF) 中频(MF) 低频(LF) 甚低频(VLF) 超低频(ULF) 特低频(SLF) 极低频(ELF) 波长规模 0.1~1 cm 1 ~ 10 cm 10 ~ 100 cm 1 ~ 10 m 10 ~ 100 m 0.1 ~ 1 km 1 ~ 10 km 10 ~ 100 km 0.1 ~ 1 Mm 1 ~ 10 Mm 10 ~ 100 Mm 频率规模 30 ~ 300 GHz 3 ~ 30 GHz 0.3 ~ 3 GHz 30 ~ 300 MHz 3 ~ 30 MHz 0.3 ~ 3 MHz 30 ~ 300 kHz 3 ~ 30 kHz 0.3 ~ 3 kHz 30 ~ 300 Hz 3 ~ 30 Hz 吸波资料的开展趋势 兼容化 要求隐身资料 具有宽频带吸 波特性，即用 同一种隐身段 料对立多种波 段的电磁波源 的勘探。 复合化 智能化 需要将多种材 料进行各种 方法的复合以 满意”薄、宽、 轻、强”等综 合功用。 智能型资料是 一种具有感知 功用、信息处 理功用、自我 指令并对信号 作出最佳呼应 功用的资料。 雷达吸波复合资料至少有三层(有的达几十层)。最外 层是透波层．一般由涂覆透波树脂涂层的特别碳纤维织造 物编成；中间层为电磁损耗层，由低介电功用的特别碳纤 维，石英纤维，玻璃纤维或稠浊纤维与电磁损耗填加物组 成。中间层还能够规划成波纹形，角锥形，蜂窝夹芯(单层 或多层蜂窝夹芯层)，泡沫夹芯等。最内层(底板／基板层) 有必要具有反射雷达波的特性，一般由碳纤维复合资料或金 属资料组成。中层间的吸波填料能够是无规则球形粒子， 无规则纤维或片状填料。运用球形填料较多，它有利于改 进结构功用和热特性。 飞机上选用的一些吸波结构方法 （1）波纹夹层结构 波纹板可用吸波资料组成， 也可在波纹板上涂覆吸波涂料。波纹板 为两个斜面相交的结构．有利于屡次吸波。 (2)角锥夹层结构 作为夹层的角锥是吸波资料，也可涂驻波涂料。角锥四个斜面相交。 角锥高度(吸收体厚度)不同，有用吸波规模不同。把碳粉或金属粉分 散于橡胶中压制成的角锥空心结构，其吸波规模随角锥高度改动。角 锥夹层的顶角一般在40。左右。 (3)吸波资料充填结构 在透波资料制作的蜂窝夹芯中充填暧波资料 吸波资料能够是絮状、 泡沫状、球状或 纤维状等。一般将空心球作为吸收体作用较好. (4)蜂窝夹芯结构 上面是蜂窝，下面是吸波资料，蜂窝由透波资料制成，吸 波资料是多层的． (5)多层吸波结构 用胶接或机械办法把事前制备的吸波资料和复合资料组合成 层状体，总厚度控制在雷达波长的一半 纳米吸波复合资料的运用 一、结构型纳米复合资料 结构型纳米吸波复合资料是将吸收剂涣散在由 特种纤维(如石英纤维、玻璃纤维等)增强的结 构复合资猜中所构成的结构复合资料，它具有 承载和吸收雷达波的两层功用。 上图是一种用于飞机机翼前缘的吸波复合结构。它的蒙皮由玻璃纤 维增强塑料制成，厚0。76mm，其气动外形由未填充吸收剂的刚性泡沫 资料来确保；刚性泡沫体的内侧涂敷填充了铝粉的涂层，能够使部分 入射的电磁波散射到其他方向，而不回到雷达接收站；泡沫资猜中填 充有吸收剂，而且呈必定的梯度以便更好地衰减入射电磁波；整个结 构首要由翼梁支撑。 上图所示的飞行器机翼前缘为宽频吸波结构。该结构吸波资料为3层结构， 其内外蒙皮很薄(0．5～1．5mm)，内蒙皮由电阻织物构成的增强塑料制 造，在结构受力的内蒙皮图2飞行器机翼前缘吸波复合结构一般选用镀金 属的玻璃布制成，在内外蒙皮之间填充轻质吸波资料，在制作进程中加 入吸波成分，夹层中填料浓度可改动，以便取得杰出匹配。 上图是用于喷气发动机进气道的吸波栅格结构。其间，吸波带由玻 璃纤维增强的并浸渍有吸收剂的树脂基复合资料制成，防护层为一 般玻璃钢资料。整个栅格结构固定在进气道唇口部位，能够有用地 衰减入射雷达波。 二、涂覆型纳米复合吸波资料 一般是吸收剂与粘结剂混合后涂敷于方针外表构成吸波复合涂层。将这 种涂层涂敷于方针外表即可制成涂敷型纳米吸波复合资料，现在研讨较多的 多层涂敷型吸波资料是由电损耗和磁损耗资料复合而成的2层和3层吸波涂层。 为应对不同雷达的不同工作方法，现在的隐身飞机现已开端有挑选地用纳米 吸波资料，行将纳米粉体均匀涣散到飞机外表涂料傍边，以增强吸收雷达电 磁波的功率。一些发达国家正在进行自动抵消技能的研讨，即使用吸波资料 先吸收大部分雷达波，剩余少数的反射波再使用自动抵消技能将其悉数抵消， 这样雷达就会彻底失掉作用。 展望 雷达吸波资料首要运用于隐身飞机、导弹以及其它隐身兵器体系，关于 减轻兵器体系，特别是飞行器的质量，进步其隐身性、机动性和生计能 力具有重要的作用。高功用结构型吸波复合资料作为吸波资料开展的重 要方向，已很多运用于隐身飞行器的制作。现在存在的问题及开展趋势 如下 (1)国外的吸波纤维及其复合资料已得到了较好的开展，并进行了很多 运用；但国内吸波复合资料研讨普遍存在吸波作用不强、频带较窄等问 题；经过合理的碳纤维铺排方法虽能进步其复合资料的吸波功用，但也 难以满意结构承载的要求。 (2)电磁改性的碳纤维兼具力学与吸波两层功用，外表处理法能够完成 纤维力学功用与吸波功用的兼容。但因为技能封闭，国内的研讨与国外 存在必定距离，电磁改性碳纤维还没有工程化，吸波SiC纤维的强度不 高，现在难以进行大规模工业化运用。 (3)纳米纤维、螺旋纤维、异形截面纤维虽具有新的吸波 机理和较强的吸波才干，但因为工艺要求高，不易进行 工业化出产，现在也难以进行大规模运用。 (4)以玻璃纤维增强资料、碳纤维增强资料以及其它吸波 结构(如填充有其它吸收剂的泡沫、蜂窝结构等)所构成 的片层、夹层、格栅等结构具有优异的承载和吸波功用， 发挥了各种纤维和吸收剂的长处，拓宽了吸收频带，增 强了吸波作用，一起进步了承载才干，进一步满意了 “薄、轻、宽、强”的要求。能够预见，这种高功用吸 波资料是结构吸波资料开展的重要方向，具有宽广的应 用远景。 Thank You