防雷達塗料

防雷達塗料是指為使某些設施或艦船、飛機不被雷達等微波探察發現的一種偽裝塗料。

基本介紹

• 中文名：防雷達塗料
• 外文名：antiradar coatings
• 組成：基料和填料
• 填料：吸收雷達波的主要成分
• 又稱：雷達波隱身塗料
• 基料：天然和合成橡膠、氯丁等

簡介

又稱雷達波隱身塗料，它能將入射雷達的輻射能吸收、散射，使雷達波不大量反射而達到隱蔽目標的目的。主要由基料和填料組成。常用的基料有天然和合成橡膠、氯丁、丁基橡膠等)、瀝青、醇酸、聚氯乙烯、聚氨酯樹脂等，主要起黏合作用。填料是吸收雷達波的主要成分，由特製的MgO、FeO、ZnO等的鐵磁性材料組成，具有能連續吸收入射波的棱形結晶，並有一定的孔隙度，以利於內層吸收和造成由於入射波與反射波間發生干涉作用而產生波的散射，使反射回去的雷達波不超過入射波的10%～20%。

分類

雷達隱身塗料實質上是一種功能性高分子複合塗料， 能夠吸收、衰減入射的電磁波，具有將電磁能轉換成熱能而耗散掉或使電磁波因干涉而消失的功能，在裝備表面塗覆雷達吸波塗料能夠有效降低目標的雷達散射截面(RCS)。 目前雷達吸波塗料技術正向薄塗層、寬頻帶和高效能方向發展，呈現出多類吸波塗料共同發展的良好局面。

鐵氧體吸波塗料

鐵氧體系列吸波塗料主要套用的吸收劑是六角晶系鐵氧體和尖晶石型鐵氧體。 其吸波機理是自然共振，即在不外加恆磁場的情況下，由入射交變磁場的角頻率和晶體磁性的各向異性等效場決定的本徵頻率相等產生進動共振，從而大量吸收電磁波能量。 目前已研製並廣泛套用的有 Ni－Zn、Li－Zn、Ni－Cd、Mg－Cu－Zn 鐵氧體等[4]。日本在研製鐵氧體吸波塗料方面處於世界領先地位，所研製的一種雙層結構吸波塗料，在 1-2GHz，雷達波反射率衰減可達 20dB。 同時，國內鐵氧體吸波塗料在 8-18GHz 頻率範圍內，全頻段雷達波反射率衰減為 10dB，厚度約 2mm。

納米吸波塗料

納米材料粒子由於粒徑極小，比表面積大，處於表面的原子比例增大，增強了活性，在電磁場作用下，原子、電子運動加劇，促使磁化，使得電磁能轉化為其它形式的能，增加對電磁波的吸收。 同時納米粒子具有較高的矯頑力，可引起大的磁滯損耗。 將納米材料作為吸收劑製成塗料，易於實現高吸收、塗層薄、重量輕、吸收頻頻寬、紅外微波吸收兼容等要求，是一種非常有發展前景的高性能、多功能吸波塗料。美國研製了一種“超墨粉”吸波塗料，對雷達波的吸收率可達99%。法國研製成功一種寬頻譜微波吸收塗層，該塗層由粘結劑和納米級微粉填充材料構成，具有良好的磁導率，在 50MHz-50GHz 頻率範圍內吸收性能較好。 有人採用化學法成功製備了 FeB 超細非晶合金顆粒，這種納米顆粒具有較大的磁損耗，是一種有套用潛力的吸波材料[6]。

導電高分子吸波塗料

導電高分子吸波塗料主要是利用某些具有共軛主鏈的高分子聚合物，通過化學或電化學方法與摻雜劑進行電荷轉移作用來設計其導電結構，實現阻抗匹配和電磁損耗，從而吸收雷達波[7]。 為了擴展寬吸收頻帶，通常要加入對導磁率沒有影響的磁損耗型添加劑，但對提高吸收率和展寬頻帶有明顯效果。目前，國外新研究方向有以碘經電化學或離子注入法摻雜的聚苯乙炔、聚乙炔以及聚苯胺、聚苯硫、聚噻吩等導電高聚物吸波塗料[8]。

金屬微粉吸波材料

金屬微粉吸波材料主要以磁性金屬微粉為主， 包括羰基鐵粉、羰基鎳粉、鈷鎳合金粉等。金屬微粉吸收劑對雷達波具有強損耗吸收，其損耗機制主要歸於鐵磁共振吸收和渦流損耗。金屬微粉吸波材料具有微波磁導率較高、溫度穩定性好(居里溫度高達 770K)、電磁參數可調等特點，它通過磁滯損耗、渦流損耗等吸收損耗電磁波。 目前，金屬微粉吸波材料已廣泛套用於隱身技術，但金屬微粉抗氧化、耐酸鹼能力差；介電常數較大，低頻段吸收性能較差。

放射性同位素吸波塗料

在塗料中加入放射性同位素，利用其放出的高能射線使目標附近的局部空間產生等離子屏，形成含有大量自由電子並與自由空間相匹配的電漿區。可以吸收相當寬頻帶的電磁波並且該塗料具有吸收頻頻寬、反射衰減大、使用周期可控制、施工簡便、能承受高空高速飛行時的氣動影響、使用壽命長等優點。 但該塗料使用放射性同位素材料，其套用仍受到一定的限制。

稀土吸波塗料

稀土元素吸波塗料是新開發研製的一類吸波塗料，其以稀土磁性材料為吸收劑。另外，稀土元素常作為添加劑加在其它吸波塗料中，用以調節吸波材料的電磁參數。另外，各國還研製出視黃基席夫鹼鹽吸波塗料、耐高溫陶瓷吸波塗料、手征性吸波塗料等新型隱身吸波塗料，為今後新型吸波材料的開發提供了新思路。

套用

目前，由於雷達隱身塗料使用方便靈活、可調節、吸收性能好等優點而受到世界上許多國家的重視，部分隱身工事以及幾乎所有的隱身武器系統上都使用了雷達隱身塗料。雷達隱身塗科的發展使得隱身武器系統得到了長足的發展，並在近十年的局部戰爭中充分發揮了武器設備的有效的突防能力和攻擊作用，其最重要的套用是生產各類隱身的偵察機、戰鬥機、巡航飛彈等。 如美國的 F-22 隱身戰鬥機、AGM-129 戰略巡航飛彈， 俄羅斯的T-50 隱身戰鬥機，中國研製的 J-20 隱身飛機等。 另外，各國還成功地將塗覆型吸波材料套用於艦船，如美國的“阿利·忻克”級宙斯盾驅逐艦、英國的“海幽靈”戰艦等。另外，隱身塗料還套用於坦克，如 T-80 主戰坦克、MII3 裝甲輸送車等以及隱身汽車、隱身飛彈發射車等。 各國還計畫將雷達隱身塗料套用於隱身機庫、隱身帳篷以及士兵隱身作戰服上。

前景

隨著電子技術的飛速發展，未來戰場上的各種武器系統面臨著嚴 重的威脅，隱身技術作為提高武器系統生存能力和突防能力的有效手 段，受到世界各軍事強國的高度重視。 多頻段、寬頻帶、多功能、輕質、 薄厚度是當前隱身吸波材料的研究目標。其中納米隱身塗料以及智慧型 型隱身塗料是今後雷達隱身材料的主要發展趨勢。 因此，具有前瞻性 和創新性的新一代隱身吸波材料，是我國國防現代化的急需的關鍵材 料，其經濟和社會意義是顯而易見的。 我們必須密切注視國外該領域 研究動態，為我們軍事目標、武器裝備等進行隱身提出重要課題，同時 積極開展我國隱身材料的研究，對於提高我國的國防實力具有十分重 要的意義。