? ? ? ?涂層是為了對(duì)物體表面進(jìn)行裝飾、防腐、防剮蹭而涂上的一層新的材料,在物體或者產(chǎn)品表面涂上涂層是很常見(jiàn)的。今天我們來(lái)聊一聊不是很常見(jiàn)的隱身涂層,對(duì)于隱身涂層想必大家都不陌生,知道這種涂層的作用主要是為了防止被探知而涂上的一層特殊材料。隱身涂層用的最多的是軍事用途,也就是常常使用在戰(zhàn)機(jī)上,部分艦艇和陸地武器也有使用。隱身涂層按功能分為雷達(dá)隱身涂層、紅外隱身涂層、可見(jiàn)光隱身涂層、激光隱身涂層、聲納隱身涂層和多功能隱身涂層。下面我們來(lái)做一些簡(jiǎn)單的講述。
?
?
隱身涂層應(yīng)用在戰(zhàn)機(jī)上
?
? ? ? ?雷達(dá)隱身涂層是一種最重要的隱身手段,非常有名的就是上世紀(jì)80年代的美國(guó)隱身戰(zhàn)斗轟炸機(jī)F117。這種飛機(jī)不僅在外形上設(shè)計(jì)獨(dú)特,更在其機(jī)身表面涂上了特殊的涂層,用以吸收雷達(dá)波,從而可以從敵方的雷達(dá)上隱身。雷達(dá)隱身涂層材料鐵氧體吸波涂料價(jià)格低廉,吸收能力強(qiáng),應(yīng)用廣泛;羰基鐵吸波涂料為磁損耗型吸波材料,吸收能力強(qiáng),應(yīng)用方便,但面密度大;陶瓷吸波涂料,密度較低,吸波性能好;放射性同位素吸波涂料,涂層薄且輕,具有吸收頻帶寬、耐用性好、能承受高速空氣動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn),是飛機(jī)用理想的吸波涂料;導(dǎo)電高分子吸波涂料涂層薄且易維護(hù),吸收頻帶寬,是一個(gè)較新的研究領(lǐng)域。近年來(lái),納米吸波涂料成為隱身涂料新的亮點(diǎn),它是一種極具發(fā)展前景的涂料。其一般由無(wú)機(jī)納米材料與有機(jī)高分子材料復(fù)合,通過(guò)精細(xì)控制無(wú)機(jī)納米粒子均勻分散在高聚物基體中,以制備性能更加優(yōu)異的新型涂料。其機(jī)械性能好,面密度低,是高效的寬頻帶吸波涂料,可以覆蓋電磁波、微波和紅外,并能增強(qiáng)腐蝕防護(hù)能力,耐候性好,涂裝性能優(yōu)異。手征吸波涂料是近幾年來(lái)隱身涂料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
?
? ? ? ?雷達(dá)隱身具有遠(yuǎn)距離隱身的特點(diǎn),為了彌補(bǔ)雷達(dá)對(duì)隱身戰(zhàn)機(jī)的偵查,紅外偵測(cè)也是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)手段,所以為了能夠盡最大程度的隱身,人們還發(fā)明了紅外隱身涂層。紅外隱身是指用于減弱戰(zhàn)機(jī)紅外特征的信號(hào)達(dá)到隱身的特殊涂料,其主要針對(duì)紅外熱像儀的偵查,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)紅外隱身最有效的途徑是控制目標(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;具有合理的表面結(jié)構(gòu);具有較低的太陽(yáng)能吸收率;能與其它頻段的隱身涂料兼容。紅外隱身涂料的主體樹(shù)脂是單組分橡膠樹(shù)脂,其與過(guò)氯乙烯涂料、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(jiǎn)單,施工方便,堅(jiān)固耐用,成本低廉,是目前隱身涂料中最重要的品種。
?
? ? ? ?可見(jiàn)光隱身涂料彌補(bǔ)了雷達(dá)隱身和紅外隱身的不足,它針對(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(jué)信號(hào)的控制,以降低可見(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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)最主要手段,而迷彩涂料是這種技術(shù)應(yīng)用的重要組成。對(duì)于這種隱身涂層,我們?cè)谝郧暗奈恼轮幸仓v過(guò)。
?
? ? ? ?隱身涂層的缺點(diǎn)是吸波涂料附著力差,怕下雨,怕潮濕,易脫落。另外涂有隱身材料的涂層對(duì)于周圍的環(huán)境也有很高的要求,具體為較寬溫度的化學(xué)穩(wěn)定性,較好的頻帶特性,面密度小,重量輕,粘結(jié)強(qiáng)度高,耐一定的溫度和不同環(huán)境變化。這些高要求導(dǎo)致使用隱身涂層的成本很高,這些成本不僅包括材料本身的成本,維護(hù)的成本,還包括存放的成本。例如一些隱身戰(zhàn)機(jī)的機(jī)庫(kù)要求恒溫恒濕,這對(duì)于早期沒(méi)有隱身要求的戰(zhàn)斗機(jī)簡(jiǎn)易機(jī)棚來(lái)說(shuō),成本要高出不少。目前,有多種新的隱身技術(shù)材料——超材料或者左手材料。超材料使入射的電磁波、可見(jiàn)光或聲波繞過(guò)被隱藏的物體,實(shí)現(xiàn)隱身。左手材料可以在一定的頻段下同時(shí)具有負(fù)的磁導(dǎo)率和負(fù)的介電常數(shù),即可以對(duì)電磁波的傳播形成“負(fù)的折射率”,這意味著該隱身材料不會(huì)讓電磁波反射,也不是讓電磁波吸收,而是引導(dǎo)被物體阻擋的電磁波繞著走,從而實(shí)現(xiàn)隱身。實(shí)際上,這些特種材料涂層都需要滿足一定的涂層厚度,要求涂層有較強(qiáng)的附著力。