湘潭大学
《精细化工》课程论文
题 目：隐身涂料的前世今生
学 院： 兴湘学院 专 业： 09化学工程与工艺 学 号： 20099612 姓 名： 王 争
完成日期： 2012/6/5
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隐身涂料的前世今生
摘 要：
随着科学技术的发展，隐身技术的应用日益广泛。隐身涂料作为一种方便、经济、适应性强的高科技产品，已经在航空航天、军事装备上得到广泛应用。本文介绍几种隐身涂料涂装的概念、应用组成、分类、性质成膜物质及颜填料具备的特征，配方及工艺。
关键词：
军事；隐身技术；涂料；等离子隐身涂料；雷达隐身涂料；低发射率薄膜的红外隐身；红外隐身技术；纳米复合隐身材料
一、什么是？它存在的意义是什么？
第二次世界大战后，隐身“包装”技术作为重大军事技术提到了议事日程上。当时的美、苏、日、英等国都投入大量经费进行研究。如今隐身技术得到了较快的发展，特别表现在红外隐身、雷达隐身等方面进展更快。当今世界上，美国和欧洲的隐身“包装”技术处于领先水平。标志着“当代先进技术”的各种隐身战斗机、隐身侦察机、隐身护卫舰出现在天空与大洋之中。
二、什么是涂料？
涂料是由优良的红外透明粘结剂、颜填料、树脂组成。大约由以下几种涂料组成：
等离子隐身涂料：
等离子体隐身飞行器是以钋210、锔242、锶90等放射性同位素为原料（只要适当选择辐射源，合理控制辐射剂量，对人体是安全的），在飞行器飞行过程中放射出强α射线，高能粒子促使飞行器表面外的空气电离形成等离子体层，它对
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微波、红外辐射有很好的吸收效果，其吸收性能使信号有1~20吉赫兹范围内衰减可达17分贝。敌方探测雷达辐射的电磁波照射到环绕飞机的等离子云团后主要会产生两种现象：首先，一部分电磁波能量被等离子云团吸收。因为电磁波在穿越等离子云团时与等离子体的带电粒子相互作用，会将能量传递给带电粒子，自身能量被大大衰减；其次，等离子云团能使电磁波产生绕射，电磁波绕过等离子云团唇，继续向前辐射，不产生反射，这将极大地减少反射的电磁波信号，使雷达难以发现隐蔽在等离子云团中的飞机[1]。
1997年，美国海托田纳西大学等单位发展等离子体隐身天线[2]，其原理是：将等离于体放电管作为天线元件，当放电管通电时就成为导体，可正常发射和接收无线电信号；当断电时就成为绝缘体，基本上不反射敌方雷达辐射的电磁探测信号。初步的演示结果已经显示了这种天线正常的发射／接收功能和良好的隐身性能。
近年来，等离子体隐身技术在俄罗斯取得了突破性的进展，其研究成果明显领先于美国，据报道，俄罗斯克尔德什研究中心已经开发出第一代和第二代等离子体发生器，该研究所在地面模拟设备和自然条件下以及飞机上的试验已经充分地证明了这种隐身技术的实用性。
红外隐身涂料
红外隐身在我国处于起步阶段，依据背景的不同，红外隐身应采取两种措施。对于空天飞行器，背景环境在3～25Itan波段的红外辐射强度很弱，应以降低隐身对象在可探测红外波段或通常的两个大气窗口3～5m和8～14m波段的绝对红外辐射强度为目标；对于地面目标，其红外辐射特征非常复杂，应以红外迷彩为目标，而不是单纯降低其红外辐射强度[2]。本文以降低红外辐射强度为目标，讨论降低红外发射率在降低或抑制红外辐射强度中所起的作用，从而寻求一种红外隐身的新途径。
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研究了几种红外发射率可以的低红外发射率纳米氧化物半导体薄膜。其中氧化铟锡薄膜的红外发射率可在0.1—0.9连续可调，掺铝氧化锌薄膜的红外发射率可以在0.25-0.9连续可调；TiO2／As／TiO：多层膜的红外发射率最低可达0.05[3]。降低红外发射率是实现红外隐身的一条重要途径。低红外发射率薄膜可以直接应用于多种武器装备的红外隐身技术中。
雷达隐身涂料
雷达隐身涂料实质上是一种高分子复合涂料。它是以高分子溶液或乳液为基料，把吸波剂和其它附加成分分散加入其中而制成，或者高分子溶液(或乳液)本身具有吸波功能。由于研究工作者的不断努力，雷达隐身涂料取得了很大进展，但大多存在涂层厚、比重大的问题。近年来，雷达隐身涂料正向薄涂层、宽频带和高效能方向发展，并不断开发出新型吸波涂料[4]。
四、原料及工艺
原料；采用溶胶2凝胶方法，以醋酸锌Zn(Ac)2·2H2O、草酸H2C2O4·2H2O
和无水乙醇为原料(均为分析纯)，按此工艺，制备获得ZnO粉体。
工艺：
1草酸+无水乙醇（加热搅拌）生成草酸无水乙醇溶液 2醋酸锌+无水乙醇（加热搅拌）生成醋酸锌无水乙醇溶液
3草酸无水乙醇溶液+醋酸锌无水乙醇溶液（强烈搅拌，加热）生成均匀透明液体（继续搅拌加热）生成湿凝胶（静置干燥）生成干凝胶（煅烧研磨）生成ZnO粉体
五、涂料的应用
迷彩型隐身技术
迷彩涂料是一种简单泛用的伪装隐身涂料，主要用于军事装备和士兵的可见光隐身和近红外隐身。一般而言，迷彩涂料视目标环境的不同而采用单色涂装或多色迷彩涂装，使“目标”融于所处环境背景的色彩中而免于被敌方看见最终达到隐身的目的。对军用迷彩涂料而言，因其使用环境(寿命环境)恶劣，故而要求迷彩涂料应具良好的物理化学性能，诸如附着性、耐候性、抗冲击性、耐腐蚀性、耐微生物(霉菌等)性等等要优良。目前使用的迷彩涂料主要有丙烯酸树脂、聚氨酯、过氯乙烯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、醇酸树脂等等。对于颜色单调的环境
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诸如沙漠、雪原、海洋等宜用单色或双色迷彩。而多色迷彩宜根据目标环境诸如热带森林、山地、丘陵等的不同而采用深浅颜色交错配置的三色或四色迷彩涂装，且各色斑点面积大小不相同。[13]
红外隐身技术
众所周知，任何物体都存在热辐射，目标与背景红外辐射的差别是红外探测的基本数据，而红外隐身技术正是要消除降低这种辐射的差别。红外侦查系统能勘测到目标的最大范围与目标辐射强度的平方根成正比，与大气透过率的平方根也成正比，另外还与红外勘测器本身的一些特性有关，因此要实现目标红外隐身，主要应从降低目标的红外辐射个大气的红外透射率着手[14]。
国内在红外隐身涂料研究方面的历史较短，基本上处于探索阶段。国家在“863”项目中专门设立了红外伪装的研究课题。虽然有报道说涂料红外发射率达到0.5以下，但都没有进入实用阶段。用异戊二烯橡胶合成的环化橡胶制备了红外发射率为0.55～0.6的低红外发射率涂料。此外国内也对复合型双层隐身材料进行了研究，其低红外发射率面层材料的法向发射率介于0.23和0.54之间[15]。
雷达隐身技术
在1991年初历时42天的海湾战争中，多国出动F—117A隐身战斗机1270架次，仅占作战飞机出动总架次的2%，却承担了40%的进攻任务，攻击命中率高达85%，战绩显著，突破伊军防空雷达网而无一损伤。
为了减少雷达截面，常用的隐身技术途径有三大类：即外形设计技术、吸收材料技术和加载对消技术。下面主要介绍相关的雷达隐身涂料技术。涂敷型吸波涂料实质上是一种高分子复合涂料。它是以高分子溶液或乳液为基料，把吸波剂和其它附加成分分散加入其中而制成。目前国外正在研制超薄层、宽频带、高效能的吸波涂料，例如放射性同位素吸波涂料。
六、小结
纵观国内外纳米隐身涂料的应用研究，可以认为纳米科技的发展程度及纳米材料的制备技术制约和影响着纳米隐身涂料在军事上的应用。随着纳米科技的快速发展，纳米材料将为纳米隐身涂料提供更坚实的物质基础，促使纳米隐身涂料向更高层次发展。目前，一些发达国家已实现纳米隐身涂料在装备上的应用，国内一些企业和研究机构利用纳米技术在民用涂料的生产和研制方面取得了可喜的进展，其研制和开发思路对我国纳米隐身涂料的发展有很大的参考价值。
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从国内外隐身技术发展的现状看，“薄、宽、轻、强”是隐身技术的发展方向。因此，研制和发展宽频带兼容性好、成本低廉、多功能的纳米隐身涂料是必然趋势。首先，军事侦察的斗争越来越需要性能更好的隐身材料，其次，纳米科技的发展为纳米隐身涂料提供了技术基础与物质储备，这两种因素将促使纳米隐身涂料向更高的水平发展。随着各国对隐身技术的日益重视，对纳米隐身涂料的研究将更加深入，各种军事装备大量应用纳米隐身涂料必将成为可能。
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