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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划隐身材料的光特性(共3篇)美国宾夕法尼亚大学的电子与系统工程教授纳达尔恩格赫塔说：“这是一种非常有趣的科学，也是一种非常有趣的创意，得到了数学和物理学伟大的基础支持。”事实上，恩格赫塔正在用一种被称为元材料的新奇材料，研制隐形服。英国物理学家彭德利和同事也使用元材料，它能让电磁射线比如无线电波或可见光等，向任何方向折射。用这种材料制成的外衣，既不反射光线也不投射阴影。就像一条小河沿着一块平滑的大石头流淌一样，光线和电磁射线，照射到斗篷上后就顺着衣服“流走”了，就好像从未碰到障碍物一样
2、。旁人无法在衣服上看(转载于:写论文网:)到光线，一切就这样消失了。美国东北大学的物理学家、切尔顿微波公司的设计工程师帕坦加利帕里米说：“是的，如果有人穿上用这种材料制作的斗篷，他就能隐身。”需要克服四大技术难关1为达到完全隐形的效果，通过离被隐形物体最近的光波，必须以超过相对论的“光速极限”的方式偏转。幸运的是，爱因斯坦的理论允许平滑光脉冲经历这样的转变。2、隐形效果只对特殊范围的波长有作用，只能在非常小的频率范围内发挥效果。3、防护罩可用于覆盖任何形状的物体，但不能飘动。移动的物体会破坏隐形效果。4、研制出针对雷达的隐形材料还相对容易，其内部结构用毫米计算即可。但要研制出针对视觉的隐形材料
3、，则难度很大，其结构必须是纳米级别的。此外，科学家还要考虑使潜艇和军舰等更重更大的物体隐形。军民两用前景广阔隐形技术在军用和民用方面的前景很广阔。例如，可研制一种容器遮蔽核磁共振扫描仪干扰；可建隐形罩以避免障碍物阻挡手机信号；甚至可在炼油厂上建一个隐形罩，使它不影响海边的美丽风景。医生手术所戴的手套使用“隐形”技术，医生动手术的手就会变得“透明”，不会挡住需要手术的部位。飞机驾驶舱的底部“穿”上“隐形衣”，飞机着陆时，驾驶员就能很清楚地看到地面跑道的情况，着陆时就更安全。发光材料物质内部以某种方式吸收能量，将其转化成光辐射(非平衡辐射)的过程称为发光；在实际应用中，将受外界激发而发光的固体称为
4、发光材料。它们可以粉末、单晶、薄膜或非晶体等形态使用，主要组分是稀土金属的化合物和半导体材料，与有色金属关系很密切。1、当某种物质受到激发后，物质将处于激发态，激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分的能量是位于可见、紫外或是近红外的电磁辐射，此过程称之为发光过程。2、发光就是物质在热辐射之外以光的形式发射出多余的能量，这种发射过程具有一定的持续时间。隐身材料0前言1雷达隐身材料涂敷型吸波材料结构型吸波材料2红外隐身材料控制比辐射率控制温度3激光隐身材料激光隐身原理激光隐身材料技术激光隐身材料的发展4多波段复合兼容隐身材料雷达/红外兼容隐身材料红外/激光兼容隐身材料雷达/激光兼容隐身
5、材料雷达/红外/激光兼容隐身材料5隐身材料发展前沿纳米隐身材料纳米材料的特性纳米复合隐身材料的隐身机理纳米复合隐身材料的复合新技术智能隐身材料可见光智能隐身材料红外智能隐身材料智能蒙皮智能隐身材料的发展趋势6展望0前言XX年1月11日，中国歼20隐形战斗机进行首次升空试飞，受到世界关注，也引起了人们对隐身技术的兴趣。随着现代各种光电磁探测技术的迅猛发展,传统的作战武器所受到的威胁越来越严重。绝大多数重型武器主要是金属装臵，最易被各种光电磁热探测，隐身技术作为提高武器系统生存、突防,尤其是纵深打击能力的有效手段,已经成为海、陆、空立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段,材料的隐身手段显
6、得尤为重要，并受到世界各国的高度重视。世界各军事强国都在积极发展隐身技术,隐身兵器发展计划推陈出新,新一代隐身兵器不断涌现。美国的隐身技术发展较快,目前居世界领先地位,其中F-117A、B-2、F-22等隐身飞机代表着当今世界隐身兵器先进水平;正在研制的一大批隐身武器,如联合攻击战斗机(JSF)、M计划(旨在提高海军舰艇隐身性能的秘密计划)、AGM-137三军防区外隐身攻击导弹等都将具备良好的隐身性能。俄罗斯早在1984年开始研制的米格多用途隐身战斗机(MFI)可与美国的F-22相媲美,隐身战斗机优于F-22,LFI和S-54与美国的联合攻击战斗机(JSF)相当。另外,法国、德国、日本、意大利
7、等都有各自研制隐身武器的秘密计划,武器种类包括攻击机、装甲战车、军舰、高超音速攻击导弹、无人航天器等。印度也应用隐身涂料改进现役战斗机,制出一种隐身靶机。隐身化已成为武器装备发展的重要特征,也是信息化战争的必然选择,各军事领域全面隐身化和隐身武器系列化是今后的必然趋势。我国在这方面起步较晚,与发达国家相比还存在较大差距。今年1月，J20隐身机的试飞成功，标志着我国隐身材料的研制步入了应用阶段。隐身技术(又称为目标特征信号控制技术)是通过控制武器系统的信号特征,使其难以被发现、识别和跟踪打击的技术。按照使用的探测波来分,隐身技术可分为可见光隐身技术、雷达波隐身技术、红外隐身技术、激光隐身技术等。
8、可见光隐身材料是研究最早的,在早期的战争中已经得到大量应用,目前已发展得相当成熟,因此几乎没有太大的发展空间。其主要的应用是一些伪装材料,比如迷彩服就被做成与周围环境具有相似的色彩和图案,效果很好,如今专门的研究已经很少。因此,本专题主要针对雷达、红外、激光探测波的隐身材料以及多波段兼容隐身材料作简单的综述。另外，作为本世纪隐身材料发展的重要方向之一的智能隐身材料和纳米隐身材料可谓应时而生。它们的新原理、新概念对未来武器系统和航空航天系统的发展将会产生重要影响。1雷达隐身材料雷达很早就成为军事上普遍使用的探测手段,因此作为雷达探测目标物的隐身一直以来就受到广泛的关注,而且相关专家对它的研究也从
9、未停止。雷达探测主要是向一定空间方向发射高频雷达波,当该波碰到目标物时就会反射一部分波回去,通过接收反射的雷达波信号就能探测到目标物的方位。如果能使反射回波的能量降低到一定程度,以至于接收到的信号弱得无法被雷达接收器所识别,那么目标物就达到了雷达隐身的目的。表征目标雷达隐身效果的指标很多,而最常用的就是雷达波反射率R，R值越小越好。因此，如果采用雷达隐身材料,那么这种材料要能吸收或者透过雷达波,尽量减少用于探测的反射波。对于一般的目标物,通常很难透过大量雷达波,所以雷达隐身所用的材料以吸波材料为主。由于高频雷达波频率通常在120GHZ频段，因此吸波材料通常在此波段。按材料成型工艺和承载能力,雷
10、达吸波材料可分为涂敷型吸波材料和结构型吸波材料两类。由于大面积使用吸波涂料存在很多弊端，例如增加飞机重量、粘附不牢而脱落等，而结构型吸波材料具有承力、重量轻、可设计性能强等特点，所以后者得到大力开发。1.1涂敷型吸波材料由于涂敷型吸波材料只是在目标表面涂覆了一层或多层吸波材料,因此对它的承载性没有特殊要求。这种材料使用起来方便快捷,在军用飞机、坦克、军舰上都有很广泛的应用。按照吸波材料的吸收机理可以分为干涉型和吸收型。干涉型是利用吸波层表面反射波和底层反射波的振幅相等而相位相反进行干涉抵消,但是它的缺点是吸收频带很窄。相比而言,吸收型对雷达波具有相对较宽的吸收频带,因此用得最多。无论是吸波涂料
11、还是吸波涂层,一般都是由基体材料、吸波剂以及其它一些助剂组成。其中,吸波剂对整个吸波材料的吸波性能起着关键性的作用,通常按照吸波剂的化学成分可分为无机吸波剂和有机高分子吸波剂。无机吸波剂无机吸波剂主要有铁氧体、金属以及陶瓷,而且已经向着超细化、纳米化的方向发展。国内科技工作者在这方面作了不少研究，焦桓等对纳米的Si/C/N粉体的吸波特性进行研究,得到了单层和双层的吸波涂层,厚度为的单层吸波涂层在815GHz内微波反射率-5dB,厚度为的双层吸波涂层在818GHz的范围内微波反射率也在-5dB以下,且峰值反射率达到-40.5dB。曹莹等研究的纳米雷达波吸收涂料效果更好，将2Ni(OH)2等纳米材
12、料掺入到聚氨酯涂料或环氧涂料中,使涂料在118GHz的宽频范围内反射率都在-15dB以下,且吸收峰值也达到了-40dB。在国外，Bregar从理论模型出发,证实了纳米铁磁吸波材料具有普通粒子所无法比拟的吸波特性，显示了吸波剂纳米化的发展方向。有机吸波剂有机吸波剂主要有导电高聚物和由美国卡耐基-梅隆大学研制的视黄基席夫碱,它们都是发展得相对较晚的吸波剂。导电高分子吸波材料具有较低的微波反射率,很好的吸波性能，以及独特的物理、化学特性,并具有密度小、分子设计、结构多样化、电磁参量可调、易复合加工等特点,受到了广泛的重视,应用前景广阔。国外科技者研究了以导电聚吡咯(PPy)为主体的复合材料对不同入射
13、角微波的吸收特性,入射角从10变化到80,在518GHz的宽频范围内的反射率始终都在-10dB以下。视黄基席夫碱的吸波材料,由于密度低、吸收频带宽也受到了极大的关注。国内王少敏等对视黄基席夫碱进行了研究,先后合成了小分子和大分子的视黄基席夫碱,并对它们的微波吸收性能进行了测试,结果表明,材料对微波有一定的吸收性能,特别是10GHz左右处都有低于-10dB的强吸收峰。然而视黄基席夫碱作为微波吸收剂的发展尚未成熟,效果暂时还无法与其它吸收剂相比，还有待进一步研究。其它吸波剂主要是手性吸波剂和智能吸波剂。手性吸波剂可以通过调节手性参数来做到宽频带低反射,而传统的吸波材料通过调节介电常数和磁导率很难同
14、时满足宽频带和低反射的要求,因此对于手性吸波剂的研究近年来也有不少。但由于手性吸波剂尚处于研究初始阶段,缺乏足够的理论和实验数据,有很多技术难点有待突破,目前还不能很快应用于实际。智能吸波剂的研究为吸波材料的发展提供了一种新的思路,与其它吸波剂不同,智能吸波剂不是单一的一种材料,它一般跟电路联合在一起,需要有外部传感器以及反馈系统等智能部件。1.2结构型吸波材料结构型吸波材料是一种多功能复合材料,具有承载和雷达隐身的双重功能,是非常有发展前途的吸波材料。由于需要承载,因此对这种材料的要求非常高。按照结构形式其可分为混杂纤维增强复合材料、多层吸波复合材料以及夹芯结构复合材料。它主要是由承载的基体
15、材料和吸波剂复合而成。基体材料主要是高分子类的一些材料,而吸波剂可以是由上述的无机、有机吸波剂或者是它们的混合物组成。梁勇等研制的多功能纳米复合薄膜材料使用的是无机吸波剂,复合材料的吸波性能优良,在812GHz的微波段内的反射率低于-10dB,而且具有耐磨、耐腐蚀以及阻燃等多种性能。而毛卫民等的发明使用了无机的软磁金属粉和导电高聚物的混合吸波剂,并且采用了多层的设计结构,制成的复合材料在218GHz的宽频范围内反射率低于-4-16dB。在国外,做得最好的还是日本的Hayashi等,他们用Ni2Zn类型的多孔铁氧体吸波剂制成的轻质、阻燃、耐用的复合材料具有很好的吸波性能,在120GHz波段范围内的反射率都低于-20dB。实际应用中,洛克威尔国际公司用石墨/环氧复合材料和由玻璃布蒙皮、石墨、炭黑、橡胶等组成的吸收层和蜂窝结构制造了F2117飞机的整套罩和进气口唇部等,事实证明效果很好。总之,尽管某些吸波材料在一些方面具有优势,但还没有同时满足各种要求的雷达吸波材料。无论是涂敷型还是结构型雷达吸波材料,是向着吸收能力高、吸收频带宽、力学性能和耐候性好、厚度薄而质量轻的方向发展。在结构吸波材料领域，西方国家中以美国和日本的技术最为先进，尤其在
