飞机隐身材料设计
摘要：自提出隐身材料的概念以来，隐身材料收到了国内外的普遍关注，本文从三个方面论述隐身材料的设计：概念设计、吸波材料的改性设计以及详细设计。而吸波材料的理论设计是隐身材料研究的重要环节，因此本文主要研究吸波材料的设计。
关键词隐身材料吸波材料多层纳米化掺杂
1.概念设计
1.1研究背景及研究目的
隐身技术是一种把自己隐藏在暗处，在敌方不易察觉的情况下，对敌方实施突然打击的自我防护技术。实现战场军事装备隐身化的技术措施多种多样，主要有外形隐身措施、电子隐身措施、红外隐身措施、视频隐身和声频隐身措施等。电子隐身就是我们通常所说得雷达隐身，以雷达反射信号最小为目的;红外隐身顾名思义就是使红外反射信号最小，现在已应用的如F-22的二元喷口就可以大大减小红外反射信号;视频隐身通常是用各种迷彩色来完成的;声频隐身的关键是减小发动机的噪音，这对低空飞行器非常重要。
隐身技术问世以来，各军事大国一直在竞相发展。美国的隐身兵器发展较快，目前居世界领先地位。它的F-117A,B-2,F-22等隐身飞机代表当今世界隐身兵器的先进水平。F-117A隐身攻击机已投入实战，在局部战争中发挥了重要作用。第一架B-1隐身轰炸机已于1993年12月开始服役，空军轰炸机联队装备的B- 2隐身轰炸机有6架已具备初始作战能力。第一架F-22已于1997年9月7日首次试飞成功，其设计兼顾了超声速机动和隐身特性。
在现有隐身飞机的基础上，美国不断开拓新项目的研究，研制新型隐身飞行器以及其他新式隐身装备。例如，正在实施“联合攻击战斗机(JSF)计划”，旨在研制多用途隐身战斗机;世界著名的“暗星’夕(即蒂尔111)隐身无人机已于199年3月29日首次飞行成功;正在研制AGM-137三军防区外隐身攻击导弹和隐身电动战车;正在实施旨在提高海军潜艇隐身性能的秘密计划((" M计划’);诺思罗普·格鲁曼公司正在研制一种攻击型隐身无人战斗机和一种能模仿隐身飞机的新型诱饵;空军正在考虑发展一种远程隐身运输机。
当今的俄罗斯也不甘落后，它已开始研制隐身的轻型多用途第5代战斗机性能与美国的JSF相当;米高扬设计局正在研制一种中型隐身战斗机;苏霍伊设计局的隐身战斗机的验证机已于1997年9月25日首飞成功。
1.2飞机隐身的概念设计
1)反雷达探测
雷达隐身技术是以电磁波散射理论为基础，为了不被雷达发现，最有效的办法是减少飞行器的雷达截面积RCS。即采取各种措施使目标在雷达探测波束照射范围内具有极小的雷达截面积，大幅度减少可被敌方雷达接收机截获的电磁波能量，使雷达对目标的探测距离缩短，从而达到隐身的目的。被实践证明行之有效并投入实用的隐身技术有:外形隐身技术和材料隐身技术。雷达外形隐身技术的主要理论依据来自目标各个部件的电磁散射机理，利用计算机辅助设计等现代设计手段，对飞机以及其他装备进行设计，在保持一定性能的前提下，使其被探测的雷达截面积最小。
雷达材料隐身技术主要是指采用能够吸收或透过雷达波的涂料或复合材料，使雷达波有来无回、多来少回，从而减少目标雷达截面积，达到相对雷达隐身的目的。雷达隐身材料主要分为雷达吸波材料和雷达透波材料。雷达吸波材料，又名微波吸波材料，其基本原理是通过某种物理作用机制将雷达波能量转化为其它形式运动的能量，并通过该运动的耗散作用而转化为热能，使目标雷达截面积减少。雷达透波材料是对电磁波不发生作用而对其保持透明状态的非金属类型复合材料。
2)反红外(热)探测
红外隐身技术是降低或改变目标的红外辐射特征，以降低被红外探测器探测概率的技术。通过改进结构设计和应用红外物理学领域研究成果来衰减、吸收目标的热辐射能量，使红外探测设备难以探测到目标。目前为实现飞机的红外隐身而使用的红外特征控制技术措施有:
(1)采用散热量小的发动机，隐身飞机大多采用涡轮风扇发动机，它是在普通涡轮喷气发动机的基础上加装由涡轮带动的风扇和一个外涵道。
(2)采用隔热材料对发动机进行隔热，用金属石棉夹层材料制成的发动机舱的衬里，以对发动机进行隔热，防止发动机热量传给机身使飞机红外特征增加。
(3)改进发动机喷管设计，目前一些武装直升机在排气管上加装隔热罩，从而有效降低了红外辐射特征，如RAH一66“科曼奇”武装侦察直升机。
(4)在飞行器表面涂敷红外涂料。
(5)采用闭合回路冷却系统等，目前大多数飞机都简单地把座舱和电子设备聚集的热散发出去，但是隐身飞机则采用闭合回路冷却系统，它能把载荷设备(如座舱和机载电子设备等)产生的热传给燃油，以减少目标的热辐射。
雷达隐身技术和红外隐身技术是目前飞机隐身技术中比较成熟的，同时也是最重要的，至于目前飞机的其他隐身技术在此就不一一详细说明了。
2.改性设计
2.1吸波材料的设计原理
吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量,并通过材料的介质损耗使
电磁波能量转化为热能或其他形式的能量,一般由基体材料(或粘接剂)与吸收介质(吸收剂)复合而成。
由于吸波材料种类繁多，吸波机理也不尽相同，目前有多种分类方法，主要有以下几种:
1)涂敷型和结构型
按材料成型工艺和承载能力可分为涂敷型和结构型。涂敷型吸波材料是将吸收剂与粘结剂混合后涂敷于目标表面形成吸波涂层;而结构型吸波材料，则通常是将吸收剂分散在由特种纤维(如石英纤维、玻璃纤维等)增强的结构材料中所形成的结构复合材料，它具有承载和吸收雷达波双重功能。
2)吸波型和干涉型
按吸波原理分有吸波型和干涉型两大类。前者主要是材料本身对雷达波损耗吸收;后者则利用吸波层表面反射波和底层反射波的振幅相等、相位相反进行干涉相消。其中对于吸收型吸波材料按材料损耗机理可分为电阻型、电介质型和磁介质型。碳化硅纤维、导电高聚物、石墨等属于电阻型吸波材料，电磁能主要衰减在材料电阻上;钦酸钡之类属于电介质型吸波材料，其机理为介电极化驰豫损耗;磁介质吸波材料的机理主要归结为磁滞损耗和铁磁共振损耗。这类材料有铁氧体、拨基铁、多晶铁纤维等。
3)传统型和新型
按不同研究时期，吸波材料又可分为传统吸波材料和新型吸波材料。铁氧化、金属微粉、钦酸钡、碳化硅、石墨、导电纤维等均为传统吸波材料，而新型吸波材料则包括纳米材料、多晶铁纤维、“手征”材料、导电高聚物及电路模拟吸波材料等，它们具有不同于传统吸波材料的新吸波机理。在传统吸波材料中，铁氧体吸波材料和金属微粉吸波材料是两种研究得最多、性能最好、并已得到较广泛应用的吸波材料。而纳米材料和多晶铁纤维则是目前众多新型吸波材料中性能最好的两种。
2.2吸波材料的改性设计方案
具体地说，就是在那些信号散射比较弱小的部位，应采用性能比较差、成本比较低的吸波材料;相反，对于那些信号散射非常强的部位，应采用性能较优、成本较昂贵的吸波材料。只有这样有机地优化组合，才能实现信号散射的有效抑制，同时成本又是最合理的;而不是在所有散射部位千篇一律地、“青一色”地应用同一种吸波材料。由此看来，在研究、开发和应用隐身材料时，应注重多种材料的并发地、但又不失针对性、有侧重点地进行。从目前国外吸波材料发展的现状和趋势可以看出，他们在进一步深化和拓展传统吸波材料的研究、设计、开发和应用的基础上，继续寻求和发展新型吸波材料的研究和应用的潜力和前景，并逐步用结构吸波复合材料取代常规的涂覆吸波材料。通过分析和比较，我们最
终确定了三种吸波材料来进行方案改进，分别为：多层吸波材料，纳米吸波材料，掺杂吸波材料。
3.详细设计
3.1多层吸波材料的详细设计
通过对上述各种多层吸波材料的分析，可以看出多层结构提高了吸波材料的吸波效果，但同时由于吸波材料吸收雷达波的能力和材料本身厚度有一定关系，厚度薄的情况下吸波效果不明显，因此，现有多层吸波材料一般厚度较大，会导致实际应用中使用性能的降低。从介绍过的几种宽频结构可以看出，离散式结构，如丛林式、非连续体等对吸波材料吸波能力的提高有较明显的作用。设想将多层涂层吸波材料和宽频结构相结合，在降低吸波材料厚度的同时引入某种离散式结构强化吸波能力，设计制备一种薄型多层吸波材料与结构。
按照遗传算法的基本原理和应用步骤，采用等效传输线方法计算多层吸波材料的反射率和牛顿一柯特斯数值积分求解目标函数的方法，并采用VC6. 0编制了多层吸波材料优化设计软件。
利用基于遗传算法的多层吸波材料优化设计软件分别对吸波涂层为1层一8层时进行了优化设计，得出了反射率最优值时的材料组合和各层厚度。
从模拟结果可以看出:
(1)多层吸波材料的反射率明显好于1层吸波材料的反射率。与1层吸波材料相比，多层吸波涂层的带宽增大，反射率值变小。
(2) 6层涂层在整个频带内的平均反射率最低。由于出现了多峰吸收，在某些频率点上反射率可以达到很小值(最小可达一50 dB)，在7 GHz一18 GHz频带内反射率均小于一20 dB，在这个频带内运用其作为吸波涂层会起到良好的效果。同时可以发现:当材料数据库固定时，并不是涂层层数越多，反射率就越好。
3.2纳米化吸波材料详细设计
纳米材料是指材料组分特征尺寸在0.1nm一100nm的材料。它具有极好的吸波特性，具有频带宽、兼容性好、质量小和厚度薄等特点，它对电磁波的透射率及吸收率比微米粉要大得多。特别是纳米粒子对红外和电磁波有吸波作用，主要原因有两点:一方面由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用;另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3 ~4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，很难发现被探测目标，因此起到了隐身作用。
由轻元素组成的纳米材料在航空航天隐身材料越轻越好)应用方面更是具有独特的魅力，有几种纳米微粒很可能在隐身材料上发挥作用，例如纳米氧化铝、
氧化铁、氧化硅和氧化钦的复合粉体与高分子纤维结合对中红外波段有很强的吸收性能，这种复合体对这个波段的红外探测器有很好的屏蔽作用。纳米磁性材料，特别是类似铁氧体的纳米磁性材料放入涂料中，既有优良的吸波特性，又有良好的吸收和耗散红外线的性能，加之比重轻，在隐身方面的应用上有明显的优越性另外，这种材料还可以与雷达舱内信号控制装置相配合，通过开关发出干扰，改变雷达波的反射信号，使波形畸变，或者使波形变化不定，能有效地干扰、迷惑敌方雷达，达到隐身目的。纳米级的硼化物、碳化物，包括纳米纤维及纳米碳管在隐身材料方面的应用也将大有作为。美国F117A隐身战斗机蒙皮上的隐身材料就含有多种超微粒子，它们对不同波段的电磁波有强烈的吸收能力，在海湾战争中发挥了重要作用。
3.3掺杂吸波材料的详细设计
1.铁氧体吸波材料：
铁氧体型的材料对微波能量的吸收作用，是基于铁磁共振现象，在共振点磁性材料的损耗达到最大值，该吸收现象也称共振吸收。由此可见，应从提高材料的吸收率，增加介质对电磁波的衰减和减少介质界面对电磁波的反射，并设法增加入射波在吸收体中的反射次数，或采用吸收能力强的粉体以达反射系数小的目的。
铁氧体是一种既有一定介电常数和介电损耗、又有一定磁导率和磁损耗的双复合介质。它除了具有一般电介质材料的欧姆损耗、极化损耗、离子和电子共振损耗外，还具有铁氧体特有的畴壁共振损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗。在微波波段把铁氧体作为吸收剂主要是利用了它的畴壁共振和自然共振损耗。在吸波材料的研究和应用中，需要控制材料的电磁参数使其共振频率落在电磁波频段内，以提高材料对电磁波的损耗吸收，同时应尽可能提高铁氧体共振区的复数磁导率。
2. BaFe12O19材料
BaFe12O19由于其具有较强的自然共振损耗,是一种极具潜力的吸波材料。国内外专家通过掺杂等方法进一步优化它的性能并拓宽它的应用频段。
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隐身斗篷的研究进展及存在问题 摘要：隐身斗篷，由硅纳米材料制造而成，利用该特殊材料折射或吸收大部分光线，从而达到隐形的目的。本文主要总结归纳现如今应用于隐身斗篷的各种主要材料，详细论述了基于超材料特殊电磁特性的隐身技术，简单介绍部分材料应用原理。 关键词：影身斗篷，超材料，限元分析软件，均匀介质 1. 隐身斗篷的应用前景 隐形斗篷我其实是在电影Harry Potter 中第一次知道，它常被哈利拿来干一些从霍格华兹魔法学校里偷跑出来如此的事情。现实中科学家们也一直在研究它。在不远的将来，隐身斗篷将会真的存在于现实世界中了。而且隐身斗篷的应用前景非常广。隐身技术在外科手术，军事航空等多个领域中获得广泛的应用。例如， “地震斗篷”——能够让冲击波、暴风浪或者海啸在所遮蔽的物体面前变成“瞎子”，进而达到保护建筑物的目的。同时为提高战场生存能力, 隐身技术越来越多地应用于军用装备上。随着军用探测技术的不断进步, 对军用装备隐身性能的要求不断提高, 传统的隐身技术已经不能满足要求。 2. 隐身材料及其隐身原理 2.1 超材料 众所周知,介电常数和磁导率是用于描述物质电磁特性的基本物理量,决定着电磁波在物质中的传播特性。迄今为止,自然界中天然物质的介电常数和磁导率均大于或等于1。2000年,Smith 等人利用金属铜的开环共振器和导线组成2 维周期性结构,首次在实验室制造出微波频段具有负介电常数和负磁导率的介质材料,引起科学界的轰动。随后,双负材料、单负材料、手性材料、理想磁导体和理想电导体等材料成为科学研究的热点，并将这些材料统称为超材料(metamaterials)。由于超材料具有一系列特殊的电磁特性,因而具有广阔的应用前景。 2.1.1超材料椭圆柱电磁斗篷 文献[1] 利用有限元分析软件Comsol Multip hysics 分析了超材料介电常数偏差、磁导率偏差 和损耗对电磁斗篷场分布的影响,并讨论了在电 磁斗篷内放置不同电磁特性的物体后斗篷外电 场分布的变化。 图1 为TE 波辐射下超材料椭圆柱电磁斗篷 的计算模型。超材料椭圆柱是沿z 轴放置的无限 长空心柱,其横截面为xOy 平面,椭圆中心为坐标 原点,内外径短轴分别为a 和b ,长轴分别为ka 和 kb ,其中, k 为长轴与短轴之比,仿真时取k = 6 , a =0. 1 m ,b = 0. 2 m 。在图1 所示的左边完全匹配 层( PML) 的内表面施加沿z 轴方向电流,激励起 沿x 轴方向(水平) 传播的频率为2 GHz 的TE 波。计算区域四周是PML 吸收层,斗篷内外均为空气。 通过文献[1]计算可知，超材料介电常数和磁导率空间分布如图2所示。图2 (a) 为介电常数分量在xOy 平面上的空间分布,由图可以看出,在x = 0 或y = 0 的平面上 xx 最小,同时在两图1 TE 波辐射下超材料椭圆柱电磁斗篷的计
电磁散射与隐身技术导论 课程大作业报告 学院：电子工程学院 专业：电磁场与无线技术 班级： 021061 学号： 02106020 姓名：赖贤军 电子邮件： 92065436@https://www.doczj.com/doc/f44605156.html, 日期： 2013 年 06 月 成绩： 指导教师：姜文
电磁波隐身技术的研究 隐形技术（stealth technology）俗称隐身技术，精确的术语应该是“低可探测技术”（low-observable technology）。即通过研究利用各种不同的技术手法来改变己方目标的可探测性信息特征，最大程度地降低被对方探测系统发现的概率，使己方目标以及己方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。1.隐身技术及其历史背景 现代无线电技术和雷达探测系统的迅速发展极大地提高了战争中的搜索、跟踪目标的能力，传统的作战武器所受到的威胁愈来愈严重。隐身技术作为提高武器系统生存、突防以及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为重要、最为有效的突防战术技术手段并受到世界各国的高度重视。隐身技术(又称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。它是针对探测技术而言的，在兵器研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击的专门技术。简言之隐身就是使敌方的各种探测系统(如雷达等)发现不了我方的飞机，无法实施拦截和攻击。早在第二次世界大战期间，美国便开始使用隐身技术以减少飞机被敌方雷达发现的概率。当前电磁波隐身的研究重点是雷达隐身技术和红外隐身技术。由于在未来战争中雷达仍将是探测目标的最可靠手段，因此隐身技术研究以目标的雷达特征信号控制为重点，同时展开红外、声、视频等其它特征信号控制的研究工作，最后向多功能、高性能的隐身方向发展。 2.隐身技术的工作原理 隐身技术的主要就是反雷达探测。雷达是一种利用无线电波发现目标并测定其他位置的装置。雷达的问世使人类的探测技术和能力跨上了新的台阶，同时也向反探测技术提出了新的挑战。人们为了提高目标反雷达探测能力不懈地奋斗了几十年，终于探索到一条新的隐身途径。与早期的隐身术——伪装术相比，今天的隐身技术已起了根本变化，有了质的飞跃。下面从反雷达探测和反红外、热 探测两个方面简单介绍隐身技术的一些工作原理与隐身性能。 1)反雷达探测开始隐身技术的一项主要工作是提高反雷达探测的能力：也
聚合物基自润滑材料的研究现状和进展 由于聚合物本身具有较低的摩擦系数,优良的机械性能及耐腐蚀性等优点,其基自润滑复合材料具有非常优异的摩擦磨损性能,正在被广泛的应用到减摩领域。本文综述了聚醚醚酮、聚四氟乙烯及聚酰亚胺等几种高聚物的摩擦磨损特点及其应用,聚合物基自润滑复合材料发展现状。指出目前聚合物基高性能自润滑材料的制备途径主要是通过聚合物与聚合物共混及添加纤维、晶须等来提高基体的机械强度,通过添加各类固体自润滑剂来提高摩擦性能,有效提高其综合性能。聚合物基自润滑材料可取代传统金属材料,成为全新的一类耐摩擦磨损材料。 论文关键词:高聚物,复合材料,自润滑材料,摩擦,磨损 1、聚醚醚酮(PEEK) 1.1 聚醚醚酮(PEEK)的特点 聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能热塑性高聚物,具有良好机械性能、抗化学腐蚀性和抗辐射性,显着的热稳定性和耐磨性。它可以在无润滑、低速高载下或在液体、固体粉尘污染等 收稿日期: 修订日期: 作者简介:刘良震(1980-),男,助理讲师, E-mail:ldcllfz@https://www.doczj.com/doc/f44605156.html, 恶劣环境下使用。因而关于聚醚醚酮及其复合材料的研究越来越受到人们重视。聚醚醚酮是一种半晶态热塑性聚合物,为了改善其机械性能,尤其是摩擦学性能,常在其中添加聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)和碳纤维(FC)等材料,也可添加颗粒增强型材料或进行特种表面处理等离子体处理等。当聚醚醚酮及其复合材料与金属材料相互对磨时,通常在金属表面形成聚合物转移膜,其结构、成分均与原有的聚合物及复合材料不同,其性能、厚度及连续程度均对摩擦副的摩擦学性能有重大影响[4]。 1.2 对聚醚醚酮(PEEK)摩擦性能的研究 章明秋等人[5,6]对聚醚醚酮(PEEK)在无润滑滑动条件下磨损产生的磨屑的形态进行研究,结果表明,聚醚醚酮(PEEK)的磨屑具有分形特征,其分形维数与载荷的关系对应于磨损率与载荷的关系,能够反映聚醚醚酮(PEEK)磨损机制的变化。在给定的试验条件下,随着载荷的增大,聚醚醚酮(PEEK)的磨损机制从粘着磨损为主伴随着疲劳-剥层磨损,进而转变为热塑性流动磨损。 张人佶等[7,8]利用扫描电镜、扫描微分量热仪、红外光谱仪、俄歇电子谱仪等分析手段系统的研究了聚醚醚酮(PEEK)及其复合材料的滑动转移膜,结果表明:纯聚醚醚酮(PEEK)在滑动摩擦过程中形成不连续的转移膜。聚四氟乙烯(PTFE)的光滑分子结构有助于使转移膜更光滑,固体润滑效果也更好。在PEEK/FC30中,不仅加入PTFE,而且加入具有层状
雷达隐身与反隐身技术发展现状与趋势 2011034010016 摘要： 在现代战争中，被誉为“千里眼”的雷达既要监视和搜索敌方目标又要做到不被敌方侦察和电子支援系统发现，从而避开反辐射导弹和隐身目标的打击与威胁。因此从某种意义上说，现代雷达必须兼具隐身与反隐身特性才能在现代战场环境中处于优势地位。 1 雷达隐身技术实现雷达隐身的主要技术途径： （1）材料隐身，采用雷达吸波材料和透波材料达到隐身的效果；（2）电子措施隐身，利用各种电子手段达到隐身的效果；（3）等离子隐身技术，利用等离子体对电磁波传播的影响达到隐身的效果。 1.1 材料隐身 雷达吸波材料按其用途可将其分为涂料和结构型吸波材料；按工作原理可分为干涉型和转换型。干涉型是使雷达波在入射和反射时的相位相反，或材料表面的反射波与底层的反射波发生干涉，相互抵消。转换型是材料与雷达波相互作用时，产生磁滞损耗或介质损耗，使电磁波能量转为热能而散发掉。 1.1.1 雷达吸波涂层 这是涂敷在武器表面的一类吸波材料，它由胶粘剂中加入具有特定介质参数的吸收剂制成，吸收剂的特性决定吸波涂层的吸收雷达波的性能。目前采用的吸收剂主要有：羟基铁吸收剂、铁氧体吸收剂、耐高温陶瓷、导电高聚物材料、纳米材料、多晶铁纤维吸收剂等等。 1.1.2 结构型吸收雷达波材料 这是以非金属为基体（如环氧树脂、热塑料等）填充吸波材料（铁氧体、石墨等）、由低介电性能的特殊纤维（如石英纤维、玻璃纤维等）增强的复合材料，
它既能减弱电磁波散射又能承受一定的载荷。与一般金属材料相比，重量轻、刚度强、强度高。 1.1.3 智能型隐身材料 这种材料能感知和分析不同方位到达的电磁波特性或光波特性，并做出最佳响应，以达到隐身的目的。从结构上看，智能材料实际上是器件和线路的集成。 1.2 电子措施隐身 在当前战争中各种电子设备自身的隐身特性也至关重要，如何尽早发现对方同时又不被对方发现也是现代战争中提高自高生存力的重要因素之一。目前主要采取的方法有：（1）电子干扰和欺骗利用电子干扰手段提高飞行器或设备在战场上生存能力的主要手段有：由侦察设备搜寻出对自己有威胁的雷达频率，用这种频率发射脉冲，使对方雷达显示屏上出现虚假信息；利用电子干扰设备不断发送干扰信号；采用诱饵系统，针对敌方探测发送欺骗信号误导敌方，从而保护真实目标。（2）有源对消利用相参信号的干涉效应，采用相干手段使目标散射场和人为引入的辐射场在敌方雷达探测方向相干对消，在雷达接收天线处与目标真实回波相抵消，从而减弱雷达接收到的目标真实回波，达到隐身的效果。（3）采用无源探测手段无源探测手段主要有两种：一种是靠目标自身的辐射探测和跟踪目标，目标本身就是辐射器，辐射源是自身所携带的各种电子设备；另一种是利用别的辐射器发射电磁波探测和跟踪目标，目标本身不直接发射电磁波，辐射来源有可能是各种现存的商业或民用无线电和电视广播信号。无源设备本身不发射射频能量，所以不能被截获，从而可以避免反辐射导弹的攻击。（4）采用低截获概率雷达低截获概率雷达通常采用多种综合措施，使雷达被探测的概率减为最小。低截获概率雷达一旦捕获到目标，立即自动调节辐射能量，降低到跟踪目标所需的最小功率值，在时间、空间、相位和频率方面控制雷达的发射，并快速改变其发射频率，从而降低自身被发现的概率。（5）采用连续波雷达连续波雷达工作时将连续波雷达信号变成编码噪声，扩频后分布在一个大频带上，隐藏在敌方侦察接收机的噪声电平以下，从而降低被侦测到的概率。这种雷达可有效地工作于反辐射导弹和电子干扰环境下。
雷达隐身材料的发展 165811008 王悦 1.1 隐身技术的概念 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。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，在现代化信息战中的重要性也与日俱增，成为提高武器装备生存能力、突防能力和作战效能的关键技术，日益引起世界各国的普遍重视。在美国，隐身技术被列为国防三大高技术之一。所以，第二次世界大战结束以后，隐身技术作为重大军事技术得到了广泛的重视和研究。战后的美、苏、英、法等世界军事强国都投入了巨额的经费进行研究，并且取得了相当大的进展。可以说，隐身以及反隐身技术的发展程度如何，已成为未来打赢高科技条件下的局部战争的至关重要的因素之一。 隐身技术又称目标特征控制或低可探测技术，它主要是通过改变或抑制目标的信号特征，使其难以被发现、识别、跟踪和攻击的技术。隐身技术的定义可分为广义定义和狭义定义。 广义定义：通过改变目标的外部结构（结构隐身）或在表面进行涂装处理（涂层隐身），或在其外部加覆盖物，或示假目标，达到降低目标可探测性的技术，均可称为隐身技术。 狭义定义：通过改变目标外部结构或在其表面进行涂层处理，改变目标的辐射特征及对电磁波的反射性能，降低目标与环境的辐射反差或光谱反射差异，从而令目标的可探测性大为降低，在一定的范围内可达到“隐身”的效果。 简而言之，依据内在伪装的概念，显著减小目标自身的各种暴露特征，令对方侦测系统难以发现或者令其探测效果降低的综合技术，即可称为隐身技术。 1.2隐身技术的起源 隐身技术的起源最早来自于动物的启示。动物的隐身或伪装很早就引起了人们的注意。如斑马身上的深色的条文与浅色的皮毛明显对立，近距离观察易产生错觉。变色龙生活在非洲的一些地方及马达加斯加岛，其身体的颜色可随环境而
隐身技术现状及发展趋势 摘要：介绍了隐身技术的重要性以及各种各样的隐身技术的原理及方法，对未来隐身技术的发展做了一些较为深入的探讨和详细大胆的预测，并就隐身技术做出一些总结。 一、隐身技术的概述 自1989年美国入侵巴拿马时首次使用F2117隐身战斗机后,隐身技术日益引起世界各国军界的高度重视。在海湾战争中，各种隐身兵器的精彩表演,尤其是F2117又一次的不凡战绩，令世界各强国对隐身技术刮目相看。海湾战争后，美、俄等军事强国都加强了对隐身技术的研究，隐身技术因此也获得了长足的发展,被广泛应用于各种武器装备，如隐身战斗机、隐身轰炸机、隐身舰船、隐身导弹等。 随着现代科学技术的不断发展，针对飞行器、舰船等作战装备的探测技术日益完善。现在，各个军事强国在本土都有强大的雷达网，空中有预警机，在太空还有战略预警系统。这些系统通过链路构成一张强大的预警网络，对飞机，舰船甚至是导弹的生存都构成了严重的威胁。所以，武器装备的隐身性能已经成为考量整体战斗力的重要指标。具有隐身性的装备，既拥有了在战场上赖以生存的法宝，又使得自己在进攻中处于主动的一方，加大了攻击的突然性。在讲究快速反应的现代战场，隐身技术已经成
为决定战争胜负的关键因素。 隐身技术按照战斗平台分，可以分为飞行器隐身，舰船隐身，导弹隐身。 按照隐身的方式手段主要为雷达隐身，并辅之以红外、光学和声波隐身，其中雷达隐身是现代隐身技术的重中之重。红外隐身在导弹突防中应用较为广泛。而随着反潜技术的发展，潜艇的声波隐身则是至关重要的一环。 二、雷达隐身技术的关键 若用一句话概括雷达隐身技术，就是采取各种手段减小装备的雷达散射截面（Radar Cross Section，一下简称RCS）。所谓目标的雷达散射截面RCS，就是定量表征目标散射强弱的物理量。目标的雷达散射截面RCS，越小，雷达接收能量越小，因而使敌方侦察雷达难于对己方目标作出正确的判断，从而达到隐形目的。 RCS不是目标的几何截面积，而是一个与目标产生同等回波的金属圆球的等效截面积，几何截面积、材质和形状对雷达的反射率和反射的方向性都对雷达截面积有影响，所以雷达反射面积可以比几何截面积大，也可以比几何截面积小，就好像在黑夜里手电照射下，一块小镜子可以远比一个蒙面黑衣大汉显眼。作为参照，美国的F-15 的RCS为405 平方米，B-1B 为1.02 平方米，SR-71 为0.014 平方米，F-22 为0.0065 平方米，F-117 为
关于国内纸基摩擦材料的发展现状分析 纸基摩擦材料具有静、动摩擦系数比值小，运转平稳柔和、低噪音、无震动、吸收能量强和环保低成本等特点。克服了传统粉末冶金铜基摩擦材料动摩擦系数低，静、动摩擦系数比值大，运转震动大等缺点。由于纸基摩擦材料的居多优点，从70年代开始摩擦材料生产厂家大多数都先后纷纷研制或挖人才效仿制造。经历三十多年的漫长过程，虽然已经形成一定规模的生产量，逐渐被用户接受，已经广泛应用于摩托车、自行车、汽车、叉车、拖拉机、工程机械、船舶、起重机械、民用家电等的湿式离合器或制动器中。但是大多数产品还处于小批量生产阶段，生产设备简陋，以手工操作为主或借用传统的粉末冶金摩擦片的加工方法，产品的机械性能和摩擦磨损性能稳定性、统一性较差，如尺寸公差、外观、色差、空隙率、均匀度等方面与国外先进产品相比还存在着一定差距。本人多年关注纸基摩擦材料的发展，并且参与纸基摩擦材料的生产设备和生产工艺的研究，对近几年来我国纸基摩擦材料的发展状况有比较浅草了解，提出个人看法仅供参考。 一．纸基摩擦材料的成本优势 粉末冶金铜基摩擦材料由于生产厂家不断发展和扩大，竞争日趋激烈，加之有色金属是不可再生资源，价格不断上涨，以铜粉为例2000年后平均每年涨幅在15%以上，而成品价格由于各生产厂家的竞争因素基本不变，随着社会发展近年来工厂某些运作成本不断提高，所以粉末冶金摩擦材料的生产成本不断提高。利润空间越来越小，目前铜基摩擦材料大多数产品基本上不存在技术知识产权价格因素和品牌价格因素。近年来生产摩擦材料的民营个私企业不断涌现，而且迅速形成规模生产，这类企业相对运作成本较低对市场的冲击较大。所以对规模型生产摩擦材料的老企业经受着越来越严谨的考验，必须重视企业的内功修炼，一方面保持和提高产品质量占居行业的品牌地位，进行设备
隐身技术的物理原理及其应用 段改丽 李爱玲 李 军 (西安陆军学院 陕西 710108) 隐身技术又称隐形技术,是物理学中流体动力学、材料科学、电子学、光学、声学等学科技术的交叉应用技术,是传统伪装技术走向高技术化的发展和延伸。利用隐身技术可以大大降低武器等目标的信号特征,使其难以被发现、识别、跟踪和攻击。在现代军事侦察中,往往是多种技术侦察手段并用,因此在反侦察的隐身技术中也要针锋相对地同时采用多种隐身方法。 一、隐身技术的分类 隐身技术按其物理学基础可分为无源隐身技术和有源隐身技术两类。 所谓无源隐身技术,从物理学的观点来看,就是根据波的反射和吸收规律,在目标上采用吸波材料和透波材料,以吸收或减弱对方侦察系统的回波能量;根据波的反射规律,改变武器装备的外形与结构,使目标的反射波偏离对方探测系统的作用范围,从而使对方的各种探测系统不能发现或发现概率降低。 有源隐身技术就是设置新的波源,发射各种波束(如电磁波、声波等)来迷惑、干扰或抵消对方探测系统的工作波束,以达到隐蔽己方的目标。例如施放光弹或电子干扰波使对方的光电探测系统迷盲,施放电子诱饵使对方的探测系统跟踪假目标等。这类技术靠加强而不是减弱目标的可探测信息特征来达到目标隐身的目标。 二、隐身技术的物理原理 由于波的共同特点,有时采用一种技术措施,可对几种侦察波同时起到隐身效果。然而,由于各种波有其自身的物理特性,因此也要根据具体情况相应采取一些不同的隐身技术措施。常用的隐身技术主要有以下几种: (一)雷达波隐身技术的物理原理 “雷达”这个术语大家都很熟悉,它是由“无线电探测和测距”这一短语派生出来的。雷达波实际上是天线发射的波长在微波波段的电磁波。发动机将雷达波束朝某个方向定向发射,目标就会把雷达波反射到雷达接收器上。由于目标的性质不同,所以会产生强弱不同的反射信号,雷达就是靠接收被目标反射的电磁波信号发现目标的。波的反射定律指出,反射角等于入射角,若入射角等于零,则反射角也等于零。因此,只有当雷达电磁波的方向垂直于目标表面时,被反射的电磁波才能按原方向返回,这时雷达才能接收到较强的回波;而以其他角度射向目标表面的雷达电磁波都会被反射到别处,即发生散射效应。如果目标的表面能使雷达发射来的电磁波被散射或被吸收,就可大大减小被对方雷达发现的概率,从而达到“隐身”的目的。雷达隐身技术就是依照这而发展起来的。一般飞机的整体布局为圆形机身、平面机翼和垂直机翼,三者之间有明显的分界。根据电磁波所遵循的传播规律,当电磁波入射到物体的直角表面处,容易形成多次反射,而产生角反射器效应,反射雷达波很强。而隐身飞机在总体外形上采用多面、多锥体和飞翼式布置及燕尾形尾翼的设计,把机身与机翼融为一体,从而达到了隐身的目的。例如,美国的F2117A隐身战斗机外表光滑且无外挂装置,武器都装在弹舱内。 (二)可见光隐身技术的物理原理 根据物理学原理可知,在可见光范围内,探测系统的探测效果决定于目标与背景之间的亮度、色度、运动这三个视觉信息参数的对比特征,其中目标与背景之间的亮度比是最重要的。如果目标的结构体和表面的反射光,发动机喷口的喷焰和烟迹,灯光及照明光等,与背景亮度的对比度较大,容易被发现。因此,可见光隐身技术就是通过改变目标与背景之间的亮度、色度等的对比特征,来降低对方可见光探测系统的探测概率,从而达到隐身的目的。比如将飞机曲面外形的座舱罩改变为平板或近似平板外形的座舱罩,以减小太阳光反射的角度范围和光学探测器瞄准、跟踪的时间;在目标表面涂敷与周围色彩类同的颜色或加伪装网,以使目标与背景的亮度和色度相当。比如战士的“迷彩装”,炮车外面的“伪装网”等,都是可见光隐身技术中的一种。 (三)红外隐身技术的物理原理 随着红外侦察、探测、制导和热成像处理技术的 · 7 3 · 16卷1期(总91期)
隐身材料的应用与研究前景 摘要：探讨了隐身材料的种类与现状和存在问题，未来研究及发展方向等，介绍了雷达隐身、红外隐身等几种常见的隐身技术，分析未来隐身技术的发展趋势 关键词：隐身材料隐身技术 正文： 隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料（stealth material）是实现隐身技术的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器装备，主要防止空中雷达或红外设备探测、雷达制导武器和激光制导炸弹的攻击；对于作战飞机，主要防止空中预警机雷达、机载火控雷达和红外设备的探测，主动和半主动雷达、空对空导弹和红外格斗导弹的攻击。为此，常需要雷达、红外和激光隐身技术。 隐身材料的分类 隐身材料按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。 1.雷达吸波材料 雷达吸波材料是最重要的隐身材料之一，它能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振层组成的宽频带高效吸波涂料，其中变换层由铁氧体和树脂混合组成，谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成，在1～20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上。雷达吸波材料中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要，国外目前已实用的主要也是这两类隐身材料。雷达吸波涂料主要包括磁损性涂料、电损性涂料。 (1)磁损性涂料磁损性涂料主要由铁氧体等磁性填料分散在介电聚合物中组成。目前国外航空器的雷达吸波涂层大都属于这一类。这种涂层在低频段内有较好的吸收性。美国Condictron公司的铁氧体系列涂料，厚1mm，在2～10GHz内衰减达10～12dB，耐热达500℃；Emerson公司的Eccosorb Coating 268E厚度1.27mm，重4.9kg/m2，在常用雷达频段内(1～16GHz)有良好的衰减性能(10dB)。磁损型涂料的实际重量通常为8～16kg/m2，因而降低重量是亟待解决的重要问题。 (2) 电损性涂料电损性涂料通常以各种形式的碳、SiC粉、金属或镀金属纤维为吸收剂，以介电聚合物为粘接剂所组成。这种涂料重量较轻(一般可低于4kg/m2)，高频吸收好，但厚度大，难以做到薄层宽频吸收，尚未见纯电损型涂层用于飞行器的报道。90年代美国Carnegie-Mellon大学发现了一系列非铁氧体型高效吸收剂，主要是一些视黄基席夫碱盐聚合物，其线型多烯主链上含有连接二价基的双链碳-氮结构，据称涂层可使雷达反射降低80%，比重只有铁氧体的1/10，有报道说这种涂层已用于B-2飞机。 2.复合型红外隐身材料 复合型红外隐身材料主要有涂料型隐身材料、多层隐身材料和夹芯材料。
综述: 经过“十一五”期间的努力，摩擦密封材料行业取得了长足的进步。国际化步伐进一步加快，新技术研究、新产品开发、新材料应用、新设备换代、新工艺创造成绩斐然。行业总体规模和经济效益有了显著增长，2010年摩擦密封材料行业总产值由“十一五”初期的56.7亿元增加到101.51亿元，产品出口交货值由16.2亿元增加到37.14亿元，分别增长了79.03%和129.26%。 1.国外概况 1.1行业结构合理，产能集中度较高，跨国和跨地区经营进一步发展，产品生产逐步转移到劳动力便宜的发展中国家和地区进行，尤其注重向中国市场的转移。大部分主机配套集中在为数不多的零部件集团，如：辉门、霍尼韦尔、泰明顿、阿基波罗等。 1.2无石棉、少金属的环保型摩擦材料（又称NAO型摩擦材料）已经开始向市场推广； 消费者对制动噪音越来越重视，制动噪音已经成为区分车辆制动性能的关键因素之一，各大摩擦材料厂和制动系统生产厂家开始联合研究和开发低噪音制动系统，并取得了很多工程技术上的突破；通过控制产品压缩量来降低噪音已经成为各大摩擦材料厂质量控制的重要手段。 1.3欧美一些国家已经就限制摩擦材料中有害重金属组分及铜的含量进行立法。在可以预见的将来，摩擦材料中重金属组分的含量将会成为摩擦材料出口欧美的一项贸易限制。 1.4生产设备自动化控制和精密度较高，部分工序实现了连续化生产；因而生产效率比较高；原材料生产企业普遍具有相当规模且质量稳定，并能够根据用户需要对所供产品进行精加工和新的开发。 1.5大型摩擦材料企业拥有雄厚的科研力量和先进的研究测试设备，科研开发的资金投入普遍占到销售额的3～5%，有的甚至更高一些。他们不仅深入研究摩擦材料的表观和微观结构及性能，同时非常重视摩擦材料和对偶件及制动系统的整体匹配性研究。 1.6 把产品质量标准和测试方法标准作为一种日常工作，不断进行研究。国际同行对欧洲和北美地区采用的不同测试方法进行了有效的协调统一，标准全球化日趋成熟。 2 .国内概况 2．1 基本情况 随着我国国民经济的快速发展，汽车、摩托车、机械、铁路、石油、化工、船舶、航空、矿山、冶金等诸多领域对摩擦密封材料行业提出了更高的要求。铁路运输不断提速；城市轨道交通大量发展；汽
隐身材料 0 前言 1 雷达隐身材料 1.1 涂敷型吸波材料 1.2 结构型吸波材料 2 红外隐身材料 2.1 控制比辐射率 2.2 控制温度 3 激光隐身材料 3.1 激光隐身原理 3.2 激光隐身材料技术 3.3 激光隐身材料的发展 4 多波段复合兼容隐身材料 4.1 雷达/ 红外兼容隐身材料 4.2 红外/ 激光兼容隐身材料 4.3 雷达/ 激光兼容隐身材料 4.4 雷达/ 红外/ 激光兼容隐身材料 5 隐身材料发展前沿 5.1 纳米隐身材料 5.1.1 纳米材料的特性 5.1.2 纳米复合隐身材料的隐身机理 5.1.3 纳米复合隐身材料的复合新技术5.2 智能隐身材料 5.2.1 可见光智能隐身材料 5.2.2 红外智能隐身材料 5.2.3 智能蒙皮
5.2.4 智能隐身材料的发展趋势 6 展望 0 前言 2011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（飞机、坦克、火炮、军舰、导弹、航天器）主要是金属装置，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1.42多用途隐身战斗机(MFI)可与美国的 F-22相媲美, 1.44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
雷达与红外兼容隐身材料的研究及进展 哈恩华,黄大庆,王智勇,何 山,丁鹤雁 (北京航空材料研究院,北京100095) 摘要 雷达与红外兼容隐身材料在军事领域具有广阔的应用前景。综述了对雷达与红外兼容隐身材料的研究状况及应用,详细分析了粘结剂对材料隐身性能的影响以及半导体填料对实现雷达与红外兼容隐身的可能性。 关键词 雷达与红外兼容隐身材料 粘结剂 掺杂半导体 Development in Radar Absorbing Materials with Infrared Camouflage H A Enhua,HU ANG Daqing,WANG Zhiyong,HE Shan,DING Heyan (Beijing Institut e o f A eronautical M aterials,Beijing100095) Abstract R radar absorbing materials w ith infr ared camouflag e w ill hav e bro ad applicat ion pro spect in many militar y fields.I n this paper,the present research situat ion and applicatio ns o f these ty pes o f stealth mater ials ar e re v iew ed.T he effect of binder o n camouflage pr operties is ana lyzed theor etically.T he possibility o f doped semiconductor materia ls being tailor ed to radar and infr ared camo uf lag e is also discussed. Key words r adar&infr ared stealth materials,binder,doped semico nducto r 0 前言 随着现代军事侦察技术的发展,对隐身技术的要求也越来越高,单一频段隐身技术已远不能满足现代战争需求,未来隐身材料必须具有宽频特性。目前雷达在各种探测器中仍占主导地位,而红外技术在侦察、捕获目标和制导技术方面也已得到广泛的应用,因此,雷达和红外隐身的兼容性将是今后研究的主要方向之一。 雷达隐身是通过减弱、抑制、吸收、偏转雷达回波强度,降低雷达散射截面积,使其在一定范围内难以被敌方雷达识别和发现的技术。根据雷达系统工作原理,雷达最大探测距离R max 为[1]: R m ax=[P t G t2 2 /(4 )3P min]1/4(1)式中:P t为雷达发射功率,G t为发射天线的最大增益, 为雷达工作波长, 为被探测目标的雷达散射截面积,P min为雷达接收机最小可检测信号功率。雷达吸波材料是雷达隐身技术中十分关键的技术之一。通过雷达吸波材料可以将入射电磁波能量转换成热能或产生干涉从而吸收衰减入射电磁波来降低目标的雷达散射截面积。 鉴于一般情况下目标的红外辐射强度都高于环境背景,红外隐身的目的主要就是降低目标红外辐射强度。公式(2)给出了点源红外探测系统能探测目标的最大距离R max与目标辐射强度的关系[2]。 R max=(J )1/2[ /2(N A)D*]1/2 [1/( f)1/2(V s/V n)]1/2(2)式中:J为目标的辐射强度, 为大气透过率,N A为光学系统的数值孔径,D*为探测器的探测率, 为瞬时视场, f为系统带宽,V s为信号电平,V n为噪声电平。而目标的辐射强度J正比于目标的辐射出射度M(M= T4, 为物体的发射率; 为玻耳兹曼常数;T为物体的绝对温度)。因此,红外隐身材料一是通过改变目标的红外辐射特性来降低目标表面发射率;二是通过在可见光和近红外具有较低的太阳能吸收率和一定的隔热能力来降低目标表面的温度,以降低目标辐射强度,从而减小目标的被探测概率。 由于雷达吸波材料与红外隐身材料的隐身机理不同,使得它们的性能要求相互制约。雷达吸波材料要求高吸收率,低反射率;而红外隐身材料要求低吸收率,高反射率。要使同一种材料同时满足以上两种要求,实现起来有相当的困难。近年来,国内外科研人员一直在致力于解决这个难题。本文中我们对这一领域的研究及应用状况进行了综述,并着重分析了粘结剂对红外隐身性能的影响以及掺杂半导体填料满足雷达与红外兼容隐身的可能性。 1 研究状况及应用 雷达波与红外兼容主要包括毫米波与红外兼容和厘米波与红外兼容。毫米波与红外兼容隐身材料主要用于导弹和地面武器装备的隐身;厘米波和红外兼容隐身材料主要用于军用飞行器的隐身。实现雷达和红外兼容目前有两条技术途径:一是研制一种雷达波高吸收、热红外低辐射的隐身材料;二是分别研制高性能雷达波吸收和热红外低辐射材料,然后通过结构设计将其复合起来,复合后其雷达波吸收性能和热红外低辐射性能仍能保持不变或变化不大[3]。 国内有多家单位在开展毫米波和红外兼容隐身材料的研究。王智勇等[4]在毫米波吸波材料上涂覆一层红外涂料,在一定的厚度范围内,可以同时兼顾两种性能,且雷达波吸收性能基本不变。研究表明,涂层的厚度对谐振点吸收率及吸收频宽的影响是完全一致的。只是随红外涂层厚度的增加,谐振峰向低频平移,同时也能保证原涂层的红外辐射性能不变,如图1所示。谢国华等[5]用红外低发射率涂料与吸波材料料复合制成双层材料,外层是红外低发射率涂料,其发射率范围为0.23~ 0.54,内层吸波材料分别用涂覆型吸波材料(发射率为0.81)或 325 雷达与红外兼容隐身材料的研究及进展/哈恩华等 哈恩华:男,1974年生,硕士,工程师,主要从事隐身材料研究 T el:010 ******** E mail:haenhua@https://www.doczj.com/doc/f44605156.html,
探究刹车片摩擦材料的研究现状与发展趋势 发表时间：2019-09-18T10:02:32.580Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：赵盟盟 [导读] 新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升安全性与稳定性，满足当前的需求。 山东金麒麟股份有限公司山东乐陵 253600 摘要：现阶段的工业制造逐渐向轻量化、高质量、高安全以及高寿命方向发展，进而对当前的制动系统提出更高的要求，以保证其整体性能。新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升安全性与稳定性，满足当前的需求。 关键词：刹车片摩擦材料；现状；发展 1 引言 作为车辆和机械离合器总成及制动器中的关键性安全部件，高性能刹车片摩擦材料的研究广泛受到各科研机构和主机厂的关注。刹车片摩擦材料作为制动装置中的核心要素，利用摩擦材料的摩擦性能将转动的动能转化为热能及其他形式的能量，从而实现运动装置制动，其性能的优良直接影响着整机装备运行的安全性、可靠性、舒适性等. 2 刹车片摩擦材料的主要性能 一般对刹车片的基本要求主要有耐磨损、摩擦系数大、优良的隔热性能。按无石棉有机物刹车材料主要是作为石棉的替代晶而研制的，用于制动鼓或制动蹄。摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片（刹车片）和离合器面片（离合器片）。刹车片用于制动，离合器片用于传动。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。 所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂（树脂与橡胶）、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 3 刹车片摩擦材料发展过程 通过上文的分析发现，阿基波罗工业株式会社和美国辉门公司在专利数量和时期上具有代表性，对其各个时期的代表性专利进行分析，发现刹车片摩擦材料的发展可分为去石棉时期、无石棉发展时期和新材料时期。 3.1 去石棉时期 早在19世纪30年代，菲罗多就有专利提到了含铅或铅合金的摩擦片，还有一篇专利提到了含石棉的刹车片，这就是早期的石棉刹车片。早期的刹车片往往含有石棉，因为石棉能为摩擦材料提供较高机械强度及良好的耐热性、耐磨性等关键性能，甚至至今石棉在摩擦材料中的影响还没有被单一增强纤维所取代。自19世纪50年代，石棉被发现可能具有致癌性。之后19世纪70年代，石棉的致癌形成了一种共识，1989年，美国出台了法案规定禁止石棉材料的使用。 随后，各公司开始寻求对石棉的替代，大体分为两个发展方向，一种为用金属纤维等进行替代，后来演变为用途十分广泛的半金属刹车片，如菲罗多专利中出现了含金属纤维的刹车片，金属开始替代石棉；1982年阿基波罗公司一种定义为半金属的刹车片出现了，中提到了铝和氧化铝同酚醛树脂、金属粉末、橡胶、石墨和钢纤和高含碳量的铁粉热压得到这种摩擦材料。其中钢纤维和金属粉末（如：还原铁粉、铸铁粉等）主要替代石棉用作增强材料。提出一种包含碎玻璃纤维的摩擦材料具有良好的抗磨损和抗衰退性能，具体包含树脂，碎玻璃纤维（浸渍有１％的酚醛树脂）、有机粉末、填料、金属粉末、润滑剂和一些其他的纤维，并且分散了噪音的集中产生。这种刹车片即为早期的NAO型刹车片。此阶段汽车工业对于汽车速度提出了更高的要求，因此摩擦材料不仅关注对石棉纤维的替代，对于粘结剂的改性以提高分解温度也被重视。 3.2 无石棉发展时期 从20世纪80年代至2000年，刹车片摩擦材料的专利开始大量涌现，主要还是针对无石棉配方的改进。半金属配方刹车片具有较高的摩擦系数，优异的热传导性和耐磨性，但也有易生锈、易损伤刹车盘等缺点，另外在噪音和舒适性方面都不尽如人意，这也不满足汽车工业对汽车舒适性的要求。世界发达国家更加注重对噪音、振动、顿挫感（简称NVH）等舒适性能方面的研究。减少刹车片中金属含量，由半金属向低金属转变成为当时的主要研究方向。最显著的特点是发表了大量无石棉有机（简称NAO）刹车片，NAO主要特点为具有适宜的摩擦系数、低噪音、少落灰和较好的舒适性。 3.3 新材料时期 3.3.1 新型陶瓷基摩擦材料 21世纪初，面对世界范围内对于汽车环保和舒适性更高的要求，刹车片摩擦材料的发展对环保要求也越来越苛刻，日本、欧美地区的刹车片向着绿色，环保，经济的方向发展。此时由于芳纶与钛酸钾纤维具有良好的协同作用，在NAO型刹车片中已得到了十分广泛的应用。粉末状钛酸钾的工艺，并且和纤维状钛酸钾具有相似的摩擦性能和力学强度，可以对钛酸钾纤维进行替代。 3.3.2 新型陶瓷基摩擦材料 汽车制动器在进行制作过程中，其主要是利用当前的衬片功能进行发挥，其由当前的填料、增强纤维以及粘结剂组成，利用粘接剂自身的功能与优势，将相关的材料进行合理的融合，经过粘接、加热、固化等工序，促使其形成质量良好的摩擦材料，提升整体性能，满足当前的需求。例如，作者通过合理的实验，对当前的汽车刹车片新型陶瓷基材料的性能进行分析，通过不同的粘结剂的不同体积分数明确其最优效果，进而选择出摩擦材料的最高强度与韧性，提升其整体性能。以实际的案例为例，在某实验中，将当前的钛酸钾晶须作为增强纤维，充分发挥出其自身的摩擦性能，并利用不同的钛酸钾含量进行分析，不同的含量对其整体性能产生的影响。 填料也是当前重要的组成部分，其自身的性能优势在于对摩擦材料的磨损性能进行合理的调节，进而提升其实际的制动与传动要求，例如，当前较为常见的填料主要有碳酸钙、氧化铁、氧化铝等相关的材料，不同的材料其对于当前的性能影响也不同。氧化铝可以提升材
雷达隐身材料 摘要：隐身技术是指为减少航空器受雷达、红外、光电、声音与目视等探测的特征而采用的专门技术。目前，最受重视且发展较快的隐身技术是雷达隐身技术。外形设计对隐身飞行器隐身性能的贡献只占2/3，另外1/3将由飞行器的隐身材料贡献，它可以降低被探测率，提高自身的生存率，是隐身技术的重要组成部分。因此隐身材料的发展与飞行器隐身性能的发展有着密不可分的联系。 关键词：雷达吸波；红外隐身；纳米复合隐身 隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料（stealth material）是实现隐身技术的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器装备，主要防止空中雷达或红外设备探测、雷达制导武器和激光制导炸弹的攻击；对于作战飞机，主要防止空中预警机雷达、机载火控雷达和红外设备的探测，主动和半主动雷达、空对空导弹和红外格斗导弹的攻击。为此，常需要雷达、红外和激光隐身技术。 隐身材料的分类 隐身材料按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料。按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。 雷达吸波材料 雷达吸波材料是最重要的隐身材料之一，它能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振层组成的宽频带高效吸波涂料，其中变换层由铁氧体和树脂混合组成，谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成，在1～20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上。雷达吸波材料中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要，国外目前已实用的主要也是这两类隐身材料。 结构型雷达吸波材料： 结构型雷达吸波材料是一种多功能复合材料，它既能承载作结构件，具
1.绪论 1.1前言 随着无线电技术和雷达探测技术的迅速发展，电子和通信设备向着灵敏、密集、高频以及多样化的方向发展，这不仅引发电磁波干扰、电磁环境污染，更重要的是导致电磁信息泄漏，军用电子设备的电磁辐射有可能成为敌方侦察的线索。为消除或降低导弹阵地的电磁干扰、减少阵地的电磁泄漏，需要大大提高阵地在术来战争中的抗电磁干扰及生存能力。高放能、宽频带的电磁波吸波／屏蔽材料的研究开发意义重大。 吸波材料是一种重要的军事隐身功能材料，它的基本物理原理是，材料对入射电磁波进行有效吸收，将电磁波能量转化为热能或其他形式的能量而消耗掉。该材料应该具备两个特性，即波阻抗匹配性和衰减特性。波阻抗匹配特性即入射电磁波在材料介质表面的反射系数最小，从而尽可能的从表面进人介质内部；衰减特性指进入材料内部的电磁波被迅速吸收。损耗大小，可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。对于单一组元的吸收体，阻抗匹配和强吸收之间存在矛盾，有必要进行材料多元复合，以便调节电磁参数，使它尽可能在匹配条件下，提高吸收损耗能力。吸波材料按材料的吸波损耗机理可分为电阻型、电介质和磁介质型。吸波材料的性能主要取决于吸波剂的损耗吸收能力，因此，吸波剂的研究一直是吸波材料的研究重点。 1.2隐身材料定义 随着人们生活水平的提高，各种电器的频繁使用，使我们周围的电磁辐射日益增强，电磁污染成为世界环境的第五害，严重的危害了人类的身体健康。电磁辐射对人的作用有5种：热效应、非热效应、致癌、致突变和致畸作用。因此，在建筑空间中，各类电子，电器以及各种无线通信设备的频繁使用，无时无刻不产生电磁辐射，电磁污染已经引起人们的广泛关注。 电磁吸波材料即隐身材料最早在军事上隐身技术中应用。隐身材料是实现武器隐身的物质基础。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。对于地面武器