功能材料隐身

特种材料有哪些范文特种材料是指具有特殊功能和性能的一类材料，常用于特殊环境和工程领域。

下面将详细介绍几种常见的特种材料。

1.高温材料：高温材料是能够在高温环境下具有优异性能的材料。

常见的高温材料包括耐火材料、高温合金、高温陶瓷等。

耐火材料主要用于炼钢、冶金、玻璃等工业领域，如石墨、石棉、陶瓷等。

高温合金广泛应用于航空航天、船舶、汽车等领域，如镍基合金、钛合金等。

高温陶瓷主要用于高温介质传递、绝缘和涂层等方面，如氧化铝、碳化硅等。

2.隐身材料：隐身材料是具有隐形功能的材料，能有效遮蔽电磁波和红外线等信号，常用于军事、航天和航空领域。

常见的隐身材料有金属涂层材料、电磁隐形材料、红外隐身材料等。

金属涂层材料常用于飞机、导弹等军事装备的隐身涂层，如雷达吸波涂层。

电磁隐形材料用于电磁波信号的遮蔽，如碳纤维复合材料。

红外隐身材料主要用于红外线信号的遮蔽，如特制的多层复合材料。

3.轻量化材料：轻量化材料是具有轻质和高强度的特点，能有效减轻结构重量，提高工程性能。

常见的轻量化材料有高性能合金材料、复合材料、泡沫材料等。

高性能合金材料具有高强度和轻量化的特点，常用于航空航天、汽车和电子等领域，如镁合金、钛合金等。

复合材料由两种或多种材料组成，力学性能优于单一材料，如碳纤维复合材料。

泡沫材料具有轻质、隔热和吸能等特点，如聚苯乙烯泡沫材料。

4.防护材料：防护材料主要用于保护人员或设备免受外部威胁和危害。

常见的防护材料有防弹材料、抗震材料、防腐蚀材料等。

防弹材料是一类能够防御子弹或威胁物的材料，如防弹玻璃、防弹钢板等。

抗震材料具有减震和隔震的特点，常用于地震和爆炸等环境下，如弹性橡胶、形状记忆合金等。

防腐蚀材料主要用于防止金属或设备受到腐蚀，如不锈钢、涂层材料等。

5.生物材料：生物材料是一类能够与生物体相容、具有生物功能和生物相互作用的材料。

常见的生物材料有生物陶瓷、生物金属、生物聚合物等。

生物陶瓷广泛应用于人工关节、牙科修复等领域，如氧化锆陶瓷、羟基磷灰石陶瓷等。

电磁波隐身功能梯度材料电磁波吸收体是为了取得最佳电磁波吸收效果而结构化的电磁波吸收材料，它的研究是以吸收材料的研究为基础，目前已获得实用化的吸收体结构有：(1) 单层结构：表现为复合材料的单涂层和单层吸收体。

(2) 多层结构:由透波层、阻抗匹配层、吸收层以及反射背衬等组成。

其中用得最广泛的是多层结构吸波材料,它主要有两种:一种是阻抗渐变梯度吸波材料，例如电阻渐变型吸波材料，即Jaumann吸收体，它是一种多层电阻片型吸波材料，其典型结构如图1。

为了获得最佳吸收效果,电阻片的电阻从前至后逐渐变小。

吸收体的带宽与所采用的电阻片个数有关。

通过改变各层片阻抗，能够“调节”整个设计，这些单独的层片通常用蜂窝夹芯或塑料隔离。

另外一种形式是渐变介质吸收体，即Dallenbach结构体，同Jaumann吸收体通过电阻片电阻的缩减来减少反射一样，它可用来实现真空与理想导体间的阻抗匹配，其典型结构如图2。

图1 电阻渐变型吸波材料图2 阶梯式多层吸波材料渐变介质吸收体和电阻片型吸收体均是拓宽吸收频带的有效方法，原理上它们都是沿厚度方向电阻逐渐减小的多层吸收体，只是电阻的变化规律及结构形式有差异，可根据不同的部位选择不同的结构形式。

美、日、西欧一些在电磁波吸收体研究方面处于世界领先地位的国家，他们大量使用了Dallenbach和Jaumann梯度多层吸波结构。

譬如目前最先进的吸收体结构——美国军用隐身飞机上的电磁波吸收体结构,可以在较宽的频带内使雷达波的反射降低7～l0dB。

他们在探索先进战斗机ATF计划(F222)的结构及非结构材料时发现，热塑性树脂单复丝与一些特殊纤维(碳纤维、玻璃纤维、Kevlar及陶瓷纤维等，其截面形状不同，为非圆多棱形) 按一定比例交替混杂成纱束后编织成各种织物，然后与同类树脂制成的复合材料既具有优良的吸波性能，又兼有复合材料重量轻、强度高、韧性好等优点。

碳纤维的含量可以改变碳纤维结构吸波材料的微波电磁性能，通过控制不同厚度层上纤维的含量可控制不同厚度的阻抗，实现阻抗匹配，以达到吸收雷达波的最佳效果。

吸波复合材料吸波复合材料概述吸波材料是指能够吸收衰减入射电磁波能量，并通过材料的介质损耗使其电磁能转换成热能或其他能量形式的一类功能复合材料。

吸波材料一般由基体材料（或粘结剂）与吸收介质（吸收剂）复合而成。

本文主要研究对雷达波具有吸收损耗效应的吸波材料（radar absorbing materials，缩写RAM）。

吸波复合材料特性吸波复合材料一般要求具备以下特性：（1）厚度薄，质量轻。

吸波涂料的质量对武器来说完全是附加的。

例如铁氧体涂料的比重约为5g/cm3，如涂层厚度为4mm，涂覆面积为50m2，附加重量就达到1000kg，这对于飞机、导弹等武器来说都是不切实际的。

此外，涂层太厚和太重还影响飞行器的气动特性，增加涂覆工艺的难度等。

（2）频带宽，反射率低。

雷达工作频带很宽，大约在1~140GH范围，且还在拓宽。

对隐身飞行器，吸波涂料的主要覆盖频段1~18GHz，坦克车辆主要在2 6.5~40.0GHz和90~140GHz范围内。

目前的工作就是在衰减量≦10dB的情况下追求尽可能宽的频带。

（3）功能强。

要求吸波复合材料既可以作吸波材料，又可以作结构材料，有高的力学性能及良好的环境适应性和物理化学性能。

吸波复合材料的原理吸波材料的基本物理原理是材料对入射电磁波实现有效吸收，将电磁波能量转换为热能或其他形式的能量而耗散掉。

该材料应具备两个特性即波阻抗匹配特性和衰减特性。

（1）阻抗匹配特性，即创造特殊的边界条件使入射电磁波在材料介质表面的振幅反射率ρ最小（理想情况ρ=0）从而尽可能地从表面进入介质内部。

最简单的情况是电磁波从自由空间垂直射到介质表面，此时[4，5]：ρ=（η-η0）/（η+η0）；ρ=（Z n-η0）/（Z n+η0）η式中ρ——电磁波在涂层表面的振幅反射率；η——涂层的相对本性阻抗；η0——自由空间的相对本性阻抗；Z n——n层的表面相对阻抗。

欲使ρ=0则η=η0而η0=（μ0/ε0）1/2；η=（μ/ε）1/2；式中μ0、ε0——自由空间的相对磁导率、相对介电常数，均为1；μ、ε——涂层的相对磁导率、相对介电常数。