? ? ? ?涂層是為了對物體表面進(jìn)行裝飾、防腐、防剮蹭而涂上的一層新的材料,在物體或者產(chǎn)品表面涂上涂層是很常見的。今天我們來聊一聊不是很常見的隱身涂層,對于隱身涂層想必大家都不陌生,知道這種涂層的作用主要是為了防止被探知而涂上的一層特殊材料。隱身涂層用的最多的是軍事用途,也就是常常使用在戰(zhàn)機上,部分艦艇和陸地武器也有使用。隱身涂層按功能分為雷達(dá)隱身涂層、紅外隱身涂層、可見光隱身涂層、激光隱身涂層、聲納隱身涂層和多功能隱身涂層。下面我們來做一些簡單的講述。
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隱身涂層應(yīng)用在戰(zhàn)機上
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? ? ? ?雷達(dá)隱身涂層是一種最重要的隱身手段,非常有名的就是上世紀(jì)80年代的美國隱身戰(zhàn)斗轟炸機F117。這種飛機不僅在外形上設(shè)計獨特,更在其機身表面涂上了特殊的涂層,用以吸收雷達(dá)波,從而可以從敵方的雷達(dá)上隱身。雷達(dá)隱身涂層材料鐵氧體吸波涂料價格低廉,吸收能力強,應(yīng)用廣泛;羰基鐵吸波涂料為磁損耗型吸波材料,吸收能力強,應(yīng)用方便,但面密度大;陶瓷吸波涂料,密度較低,吸波性能好;放射性同位素吸波涂料,涂層薄且輕,具有吸收頻帶寬、耐用性好、能承受高速空氣動力等優(yōu)點,是飛機用理想的吸波涂料;導(dǎo)電高分子吸波涂料涂層薄且易維護(hù),吸收頻帶寬,是一個較新的研究領(lǐng)域。近年來,納米吸波涂料成為隱身涂料新的亮點,它是一種極具發(fā)展前景的涂料。其一般由無機納米材料與有機高分子材料復(fù)合,通過精細(xì)控制無機納米粒子均勻分散在高聚物基體中,以制備性能更加優(yōu)異的新型涂料。其機械性能好,面密度低,是高效的寬頻帶吸波涂料,可以覆蓋電磁波、微波和紅外,并能增強腐蝕防護(hù)能力,耐候性好,涂裝性能優(yōu)異。手征吸波涂料是近幾年來隱身涂料領(lǐng)域研究的熱點。
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? ? ? ?雷達(dá)隱身具有遠(yuǎn)距離隱身的特點,為了彌補雷達(dá)對隱身戰(zhàn)機的偵查,紅外偵測也是一個重要的發(fā)現(xiàn)手段,所以為了能夠盡最大程度的隱身,人們還發(fā)明了紅外隱身涂層。紅外隱身是指用于減弱戰(zhàn)機紅外特征的信號達(dá)到隱身的特殊涂料,其主要針對紅外熱像儀的偵查,旨在降低飛機在紅外波段的亮度,掩飾或變形裝備在紅外熱像儀中的形狀,降低其被發(fā)現(xiàn)和識別的概率。實現(xiàn)紅外隱身最有效的途徑是控制目標(biāo)的表面溫度,盡量減小目標(biāo)與背景的偏差。用于熱紅外隱身的材料應(yīng)具有符合要求的熱紅外發(fā)射率或較強的控溫能力;具有合理的表面結(jié)構(gòu);具有較低的太陽能吸收率;能與其它頻段的隱身涂料兼容。紅外隱身涂料的主體樹脂是單組分橡膠樹脂,其與過氯乙烯涂料、環(huán)氧鐵紅底漆、聚氨酯涂料具有良好的配套性。紅外隱身涂料工藝簡單,施工方便,堅固耐用,成本低廉,是目前隱身涂料中最重要的品種。
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? ? ? ?可見光隱身涂料彌補了雷達(dá)隱身和紅外隱身的不足,它針對人的目視、照相、攝像等觀測手段而采取的隱身技術(shù),其目的是降低飛機本身的目標(biāo)特征,較少目標(biāo)與背景之間的亮度、色度和運動的對比特征,達(dá)到對目標(biāo)視覺信號的控制,以降低可見光探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率。它要求目標(biāo)的反射率盡可能與周圍環(huán)境的反射率一致,因此,可見光隱身涂料通常采用迷彩的方法使飛機隱身,如保護(hù)迷彩、仿造迷彩、變形迷彩。保護(hù)迷彩適合于單色背景上的固定目標(biāo)和小型目標(biāo);仿造迷彩用于多色背景上的相對固定的目標(biāo);變形迷彩用于多色背景上的活動目標(biāo)。另一種可見光隱身是偽裝遮障,遮障可模擬背景的電磁波輻射特性,使目標(biāo)得以遮蔽并與背景相融合,是固定目標(biāo)和運動目標(biāo)停留時最主要手段,而迷彩涂料是這種技術(shù)應(yīng)用的重要組成。對于這種隱身涂層,我們在以前的文章中也講過。
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? ? ? ?隱身涂層的缺點是吸波涂料附著力差,怕下雨,怕潮濕,易脫落。另外涂有隱身材料的涂層對于周圍的環(huán)境也有很高的要求,具體為較寬溫度的化學(xué)穩(wěn)定性,較好的頻帶特性,面密度小,重量輕,粘結(jié)強度高,耐一定的溫度和不同環(huán)境變化。這些高要求導(dǎo)致使用隱身涂層的成本很高,這些成本不僅包括材料本身的成本,維護(hù)的成本,還包括存放的成本。例如一些隱身戰(zhàn)機的機庫要求恒溫恒濕,這對于早期沒有隱身要求的戰(zhàn)斗機簡易機棚來說,成本要高出不少。目前,有多種新的隱身技術(shù)材料——超材料或者左手材料。超材料使入射的電磁波、可見光或聲波繞過被隱藏的物體,實現(xiàn)隱身。左手材料可以在一定的頻段下同時具有負(fù)的磁導(dǎo)率和負(fù)的介電常數(shù),即可以對電磁波的傳播形成“負(fù)的折射率”,這意味著該隱身材料不會讓電磁波反射,也不是讓電磁波吸收,而是引導(dǎo)被物體阻擋的電磁波繞著走,從而實現(xiàn)隱身。實際上,這些特種材料涂層都需要滿足一定的涂層厚度,要求涂層有較強的附著力。