手征吸波涂料是近幾年來隱身涂料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。自1987年美國賓州大學(xué)研究人員首次提出“手征性具有用于寬頻吸波材料的可能性”以來，手征吸波涂料得到進(jìn)一步發(fā)展。它與一般吸波涂料相比，具有吸波頻率高、吸收頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)，并可以通過調(diào)節(jié)旋波參量來改善吸波特性，在提高吸波性能，擴(kuò)展吸波帶方面具有很大潛能。
紅外隱身涂料紅外隱身涂料是指用于減弱武器系統(tǒng)紅外特征的信號(hào)已達(dá)到隱身技術(shù)要求的特殊功能涂料，其主要針對(duì)紅外熱像儀的偵察，旨在降低飛機(jī)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(shí)別的概率。實(shí)現(xiàn)紅外隱身的途徑是控制目標(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(qiáng)的控溫能力，合理的表面結(jié)構(gòu)，較低的太陽能吸收率，能與其他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，其與過濾乙烯涂料、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(jiān)固耐用，成本低廉，是目前隱身涂料中最主要的品種。
可見光隱身涂料可見光隱身涂料又稱視頻隱身技術(shù)，彌補(bǔ)了雷達(dá)隱身和紅外隱身的不足，它是針對(duì)人的目視、照相、攝像等觀測(cè)手段而采取的隱身技術(shù)，其目的是降低飛機(jī)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(yùn)動(dòng)的對(duì)比特征，達(dá)到對(duì)目標(biāo)視覺信號(hào)的控制，以降低可見光探測(cè)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(jī)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(duì)固定的目標(biāo)，變形迷彩用于多色背景上的活動(dòng)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)停留時(shí)最主要的手段，而迷彩涂料是這種技術(shù)應(yīng)用的重要組成?？偠灾?，可見光隱身涂料應(yīng)用廣泛，使用方便、經(jīng)濟(jì)，是飛機(jī)隱身涂料發(fā)展中比較成熟的技術(shù)。
多頻隱身涂料許多隱身涂料往往只對(duì)一種電磁波起作用，而對(duì)其他波段毫無反應(yīng)。隨著先進(jìn)探測(cè)設(shè)備的相繼問世，這種單波段隱身涂料存在很大的局限性，兼容性好的多波段電磁波隱身涂料將具有廣闊的發(fā)展空間，如雷達(dá)、可見光、紅外多功能隱身涂料將得到廣泛的研究和應(yīng)用。
納米隱身涂料成為研究重點(diǎn)多波段、多功能兼容隱身涂料的研制具有廣闊的應(yīng)用前景，必須采用新型的吸波材料并改進(jìn)傳統(tǒng)的吸波材料，如鐵氧體、羰基鐵等。目前國內(nèi)外進(jìn)行了卓有成效的新材料的探索，納米吸波材料有望成為研究熱點(diǎn)。多波段、多功能兼容隱身涂料能同時(shí)吸收和衰減電磁波和聲波，減少反射和散射，從而達(dá)到電磁隱身和聲隱身的作用。自20世紀(jì)90年代初以來，納米材料和納米技術(shù)的興起和發(fā)展，給隱身涂料帶來了突破性進(jìn)展，已成為當(dāng)前隱身技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
納米材料是指三維尺寸中至少有一維為納米尺寸的材料，由于它具有小尺寸效應(yīng)，表面與界面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)，因而具有常規(guī)材料所沒有的一些特別性能。如高強(qiáng)度和高韌性、高熱膨脹系數(shù)、高比熱和低熔點(diǎn)、奇特的磁性和極強(qiáng)的吸波性能等。由它制成的涂層在很寬的頻帶范圍內(nèi)可以躲避雷達(dá)波的偵察，同時(shí)能很好地吸收可見光、紅外線，具有紅外隱身作用，可以顯著改善飛機(jī)的隱身性能。目前納米材料作為隱身技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，易于實(shí)現(xiàn)高吸收、涂層薄、重量輕、吸收頻帶寬、紅外微波吸收兼容等要求，是一種極具發(fā)展前景的高性能、多功能材料。
利用納米粒子的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊性質(zhì)可以制備紫外屏蔽涂料、吸波涂料、導(dǎo)電涂料、隔熱涂料等，從而為提高涂料的性能、賦予涂料新的功能開辟了一條新的途徑。當(dāng)這種涂料用于隱身時(shí)，就成為納米隱身涂料。
由于納米材料具有極好的吸波特性，同時(shí)具有兼容好、質(zhì)量小和厚度薄等特點(diǎn)，因此，西方一些國家把納米隱身涂料作為新型隱身手段進(jìn)行研究和探索。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，隱身涂料已不僅僅用于飛航導(dǎo)彈等飛行器上，幾個(gè)主要工業(yè)化國家和軍事強(qiáng)國已開始將隱身涂料技術(shù)應(yīng)用于各種技術(shù)裝備上。
美國在隱身技術(shù)基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用研究方面始終居于前列。其F-117A機(jī)身表面包覆了紅外與微波隱身材料，這種隱身材料中含有多種超微粒子特別是納米粒子，他們對(duì)不同波段的電磁波有強(qiáng)烈的吸收能力，可以逃避雷達(dá)的監(jiān)視。美國花費(fèi)巨資研制的納米雷達(dá)波吸波涂料技術(shù)，可以使每輛坦克花5000多美元，就可獲得涂層薄、吸收率高、吸收波帶寬的隱身涂層，它采用金屬、鐵氧體等納米微粒與聚合物形成的復(fù)合涂層和采用多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合涂層，能吸收和衰減電磁波和聲波，達(dá)到電磁隱身和聲隱身，有很高的軍事價(jià)值。法國研制成功的一種寬頻納米隱身涂料，由黏合劑和納米級(jí)微填充材料構(gòu)成。這種涂層具有超薄電磁吸收夾層結(jié)構(gòu)，有很好的微波磁導(dǎo)率和紅外輻射率，吸波涂層在50MHz~50GHz頻率范圍內(nèi)有良好的吸波性能。
我國納米科技研究始于20世紀(jì)80年代末，目前的研究主要集中在納米材料的合成和制備、掃描探針顯微學(xué)、分子電子學(xué)以及極少數(shù)納米技術(shù)的應(yīng)用方面。國內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)在隱身方面取得了一定的突破，在某些方面達(dá)到了較高水平。由于科研條件的限制，我國與一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家仍然存在很大差距。
縱觀國內(nèi)外納米隱身涂料的應(yīng)用研究，可以認(rèn)為納米科技的發(fā)展程度及納米材料的制備技術(shù)制約和影響著納米隱身涂料在軍事上的應(yīng)用。隨著納米科技的快速發(fā)展，納米材料將為納米隱身涂料提供更堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，促使納米隱身涂料向更高層次發(fā)展。目前，一些發(fā)達(dá)國家已實(shí)現(xiàn)納米隱身涂料在裝備上的應(yīng)用，國內(nèi)一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)利用納米技術(shù)在民用涂料的生產(chǎn)和研制方面取得了可喜的進(jìn)展，其研制和開發(fā)思路對(duì)我國納米隱身涂料的發(fā)展有很大的參考價(jià)值。
從國內(nèi)外隱身技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀看，“薄、寬、輕、強(qiáng)”是隱身技術(shù)的發(fā)展方向。因此，研制和發(fā)展寬頻帶兼容性好、成本低廉、多功能的納米隱身涂料是必然趨勢(shì)。首先，軍事偵察的斗爭越來越需要性能更好的隱身材料，其次，納米科技的發(fā)展為納米隱身涂料提供了技術(shù)基礎(chǔ)與物質(zhì)儲(chǔ)備，這兩種因素將促使納米隱身涂料向更高的水平發(fā)展。隨著各國對(duì)隱身技術(shù)的日益重視，對(duì)納米隱身涂料的研究將更加深入，各種軍事裝備大量應(yīng)用納米隱身涂料必將成為可能。
紅外隱身涂料紅外隱身涂料是指用于減弱武器系統(tǒng)紅外特征的信號(hào)已達(dá)到隱身技術(shù)要求的特殊功能涂料，其主要針對(duì)紅外熱像儀的偵察，旨在降低飛機(jī)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(shí)別的概率。實(shí)現(xiàn)紅外隱身的途徑是控制目標(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(qiáng)的控溫能力，合理的表面結(jié)構(gòu)，較低的太陽能吸收率，能與其他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，其與過濾乙烯涂料、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(jiān)固耐用，成本低廉，是目前隱身涂料中最主要的品種。
可見光隱身涂料可見光隱身涂料又稱視頻隱身技術(shù)，彌補(bǔ)了雷達(dá)隱身和紅外隱身的不足，它是針對(duì)人的目視、照相、攝像等觀測(cè)手段而采取的隱身技術(shù)，其目的是降低飛機(jī)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(yùn)動(dòng)的對(duì)比特征，達(dá)到對(duì)目標(biāo)視覺信號(hào)的控制，以降低可見光探測(cè)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(jī)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(duì)固定的目標(biāo)，變形迷彩用于多色背景上的活動(dòng)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)停留時(shí)最主要的手段，而迷彩涂料是這種技術(shù)應(yīng)用的重要組成?？偠灾?，可見光隱身涂料應(yīng)用廣泛，使用方便、經(jīng)濟(jì)，是飛機(jī)隱身涂料發(fā)展中比較成熟的技術(shù)。
多頻隱身涂料許多隱身涂料往往只對(duì)一種電磁波起作用，而對(duì)其他波段毫無反應(yīng)。隨著先進(jìn)探測(cè)設(shè)備的相繼問世，這種單波段隱身涂料存在很大的局限性，兼容性好的多波段電磁波隱身涂料將具有廣闊的發(fā)展空間，如雷達(dá)、可見光、紅外多功能隱身涂料將得到廣泛的研究和應(yīng)用。
納米隱身涂料成為研究重點(diǎn)多波段、多功能兼容隱身涂料的研制具有廣闊的應(yīng)用前景，必須采用新型的吸波材料并改進(jìn)傳統(tǒng)的吸波材料，如鐵氧體、羰基鐵等。目前國內(nèi)外進(jìn)行了卓有成效的新材料的探索，納米吸波材料有望成為研究熱點(diǎn)。多波段、多功能兼容隱身涂料能同時(shí)吸收和衰減電磁波和聲波，減少反射和散射，從而達(dá)到電磁隱身和聲隱身的作用。自20世紀(jì)90年代初以來，納米材料和納米技術(shù)的興起和發(fā)展，給隱身涂料帶來了突破性進(jìn)展，已成為當(dāng)前隱身技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
納米材料是指三維尺寸中至少有一維為納米尺寸的材料，由于它具有小尺寸效應(yīng)，表面與界面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)，因而具有常規(guī)材料所沒有的一些特別性能。如高強(qiáng)度和高韌性、高熱膨脹系數(shù)、高比熱和低熔點(diǎn)、奇特的磁性和極強(qiáng)的吸波性能等。由它制成的涂層在很寬的頻帶范圍內(nèi)可以躲避雷達(dá)波的偵察，同時(shí)能很好地吸收可見光、紅外線，具有紅外隱身作用，可以顯著改善飛機(jī)的隱身性能。目前納米材料作為隱身技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，易于實(shí)現(xiàn)高吸收、涂層薄、重量輕、吸收頻帶寬、紅外微波吸收兼容等要求，是一種極具發(fā)展前景的高性能、多功能材料。
利用納米粒子的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊性質(zhì)可以制備紫外屏蔽涂料、吸波涂料、導(dǎo)電涂料、隔熱涂料等，從而為提高涂料的性能、賦予涂料新的功能開辟了一條新的途徑。當(dāng)這種涂料用于隱身時(shí)，就成為納米隱身涂料。
由于納米材料具有極好的吸波特性，同時(shí)具有兼容好、質(zhì)量小和厚度薄等特點(diǎn)，因此，西方一些國家把納米隱身涂料作為新型隱身手段進(jìn)行研究和探索。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，隱身涂料已不僅僅用于飛航導(dǎo)彈等飛行器上，幾個(gè)主要工業(yè)化國家和軍事強(qiáng)國已開始將隱身涂料技術(shù)應(yīng)用于各種技術(shù)裝備上。
美國在隱身技術(shù)基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用研究方面始終居于前列。其F-117A機(jī)身表面包覆了紅外與微波隱身材料，這種隱身材料中含有多種超微粒子特別是納米粒子，他們對(duì)不同波段的電磁波有強(qiáng)烈的吸收能力，可以逃避雷達(dá)的監(jiān)視。美國花費(fèi)巨資研制的納米雷達(dá)波吸波涂料技術(shù)，可以使每輛坦克花5000多美元，就可獲得涂層薄、吸收率高、吸收波帶寬的隱身涂層，它采用金屬、鐵氧體等納米微粒與聚合物形成的復(fù)合涂層和采用多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合涂層，能吸收和衰減電磁波和聲波，達(dá)到電磁隱身和聲隱身，有很高的軍事價(jià)值。法國研制成功的一種寬頻納米隱身涂料，由黏合劑和納米級(jí)微填充材料構(gòu)成。這種涂層具有超薄電磁吸收夾層結(jié)構(gòu)，有很好的微波磁導(dǎo)率和紅外輻射率，吸波涂層在50MHz~50GHz頻率范圍內(nèi)有良好的吸波性能。
我國納米科技研究始于20世紀(jì)80年代末，目前的研究主要集中在納米材料的合成和制備、掃描探針顯微學(xué)、分子電子學(xué)以及極少數(shù)納米技術(shù)的應(yīng)用方面。國內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)在隱身方面取得了一定的突破，在某些方面達(dá)到了較高水平。由于科研條件的限制，我國與一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家仍然存在很大差距。
縱觀國內(nèi)外納米隱身涂料的應(yīng)用研究，可以認(rèn)為納米科技的發(fā)展程度及納米材料的制備技術(shù)制約和影響著納米隱身涂料在軍事上的應(yīng)用。隨著納米科技的快速發(fā)展，納米材料將為納米隱身涂料提供更堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，促使納米隱身涂料向更高層次發(fā)展。目前，一些發(fā)達(dá)國家已實(shí)現(xiàn)納米隱身涂料在裝備上的應(yīng)用，國內(nèi)一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)利用納米技術(shù)在民用涂料的生產(chǎn)和研制方面取得了可喜的進(jìn)展，其研制和開發(fā)思路對(duì)我國納米隱身涂料的發(fā)展有很大的參考價(jià)值。
從國內(nèi)外隱身技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀看，“薄、寬、輕、強(qiáng)”是隱身技術(shù)的發(fā)展方向。因此，研制和發(fā)展寬頻帶兼容性好、成本低廉、多功能的納米隱身涂料是必然趨勢(shì)。首先，軍事偵察的斗爭越來越需要性能更好的隱身材料，其次，納米科技的發(fā)展為納米隱身涂料提供了技術(shù)基礎(chǔ)與物質(zhì)儲(chǔ)備，這兩種因素將促使納米隱身涂料向更高的水平發(fā)展。隨著各國對(duì)隱身技術(shù)的日益重視，對(duì)納米隱身涂料的研究將更加深入，各種軍事裝備大量應(yīng)用納米隱身涂料必將成為可能。