功能材料隐身
特种材料有哪些范文
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。
隐身材料
甚低频 (超长波)
低频 (长波)
中频 (中波) 广播段
高频 (短波)
甚高频 (超短波)
特高频 (分米波) 雷达频率
超高频 (厘米波)
极高频 (毫米波)
亚毫 米波 红外线
音频 视频 微波段
频率 3 kHz 30 kHz 300 kHz 3 MHz 30 MHz 300 MHz 3 GHz 30 GHz 300 GHz 3000 GHz
F-117A
F-117A
F-117A是美国前洛克希德公司研制的隐身攻 击机。是世界上第一种可正式作战的隐身战斗 机。设计始于70年代未，1981年6月15日试飞 成功，次年8月23日开始向美国空军交付，共向 空军交付59架。F-117A服役后一直处于保密之 中，直到1988年11月10日，空军才首次公布了 该机的照片，1989年4月F-117A在内华达州的 内利斯空军基地公开面世。F-117A自装备部队 以来参加了入侵巴拿马、海湾战争、科索沃战 争、阿富汗战争、伊拉克战争等多次实战行动， 战果显著。2008年退出现役。
就是“超机动性”、“超音速巡航”、“隐身能 力”和“超视距打击”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ J-20
J-20
F-22
F-22
F-35
F-35
F-35b
T-50
T-50
RQ-170无人侦察机
X-47b
B-2
法国 神经元
2013年11月21日，中国“利剑”隐身无人 作战攻击机成功进行了首次试飞.
RAH-66隐身武装直升机
2006年，Pendry在Science 上发文指出，可 以利用负折射材料可以设计出“隐形斗篷”。 在负折射率材料中，折射率的材料入射到具有 负折射率材料的界面时，光的折射与常规折射相 反，入射光线和折射光线处在于界面法线方向同 一侧，也就是说，在这种材料中，光出现了异常 传播，出现了扭曲的现象。要实现材料的隐身， 最关键的技术就是制造出能扭曲可见光波的材料， 只要制造出性能合适的材料，“隐形斗篷”将可 能实现。而这种材料，正是具有负折射率的超材 料。
电磁波隐身功能梯度材料
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。
隐形材料
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。
《功能材料隐身》课件
在现代战争和国防安全中，隐身技术 对于提高武器装备的生存能力和突防 能力具有重要意义。
功能材料在隐身技术中的应用
1 2
功能材料在雷达隐身中的应用
利用吸波材料、导电高分子材料等，吸收和散射 雷达波，降低目标的雷达散射截面。
功能材料在红外隐身中的应用
利用热辐射控制材料、红外遮蔽材料等，降低目 标的红外辐射强度，实现红外隐身。
热损耗型功能材料隐身案例
总结词
利用热损耗型功能材料可以有效地吸收和散射热辐射， 从而达到隐身效果。
详细描述
热损耗型功能材料主要通过材料的热物理性质实现对热 辐射的损耗。这些材料能够将热辐射转化为热能，并通 过材料的热传导和热对流将热量散失到环境中。常见的 热损耗型功能材料包括热辐射涂层、隔热材料等。
磁损耗型功能材料
总结词
具有高磁导率、低磁损耗特性，通过吸收和散射电磁波达到 隐身效果。
详细描述
磁损耗型功能材料如铁氧体、磁性纤维等，具有高磁导率、 低磁损耗的特性。这类材料能够吸收和散射电磁波，减少电 磁波的反射和传播，降低目标的雷达散射截面，实现隐身效 果。
热损耗型功能材料
总结词
具有高热导率、低热容特性，通过快速散热降低红外辐射实现隐身效果。
可见光隐身的原理与技术
可见光隐身原理
通过降低目标的反射率和改变目标的颜色 等方式，降低目标在人眼和可见光探测器
上的信号强度，从而达到隐身的目的。
迷彩涂料
采用与环境颜色相近的涂料，降低目标的 可见性。
可见光隐身技术
采用迷彩涂料、光学伪装等技术手段，实 现可见光隐身。
光学伪装
通过使用光学仪器和装置，改变目标的颜 色和形状，使其与周围环境融为一体，从 而提高目标的隐身性能。
隐身材料(中文版)资料课件
03
隐身材料的发展历程
隐身材料的历史背景
早期的隐身材料
最早的隐身材料可以追溯到二战时期 ，当时德国和英国等国家开始研究雷 达吸波材料，用于减少飞机和舰艇被 雷达探测到的可能性。
05
隐身材料的市场前景
隐身材料的市场需求
军事应用
隐身材料在军事领域具有广泛的应用 ，如隐形战斗机、雷达干扰设备等， 随着军事技术的不断发展，对隐身材 料的需求也在不断增加。
民用领域
除了军事应用外，隐身材料在民用领 域也有广阔的应用前景，如航空航天 、电子通信、生物医疗等，随着科技 的进步，这些领域对隐身材料的需求 也在逐渐增长。
隐身材料的应用领域
军事领域
隐身材料广泛应用于军事领域， 如战斗机、轰炸机、导弹、卫星 等武器装备和战略目标的隐身涂 层，以提高生存率和突防能力。
民用领域
随着科技的发展，隐身材料也逐 渐应用于民用领域，如建筑、汽 车、电子设备等领域的电磁屏蔽 和防护涂层。
02
隐身材料的原理
隐身材料的工作原理
隐身材料的工作原理主要是通过特定 的材料结构和特性，吸收、散射或干 涉电磁波，使其在特定方向上难以被 探测和识别。
用。
需要注意的是，化学合成法可能 会产生环境污染和废料处理等问 题，因此需要采取相应的环保措
施。
物理制备法
物理制备法是通过物理手段，如磁场、电场、等离子体等，将原材料转化为隐身材 料的方法。
该方法具有制备条件温和、对环境友好、产品纯度高等优点，因此在一些特殊需求 的隐身材料制备中具有一定的优势。
隐身材料
主要用于车辆、舰艇、 红外隐身材料主要用于车辆、舰艇、军用飞机及其他军用设 施，使这些装备和设施的红外辐射与背景基本达到一致，敌人的红 使这些装备和设施的红外辐射与背景基本达到一致， 外探测器难以分辨。 外探测器难以分辨。 例如：用铝粉及含有二价铁离子的材料作为填充料， 例如：用铝粉及含有二价铁离子的材料作为填充料， 加到能透过红外线的粘结剂中，可构成红外隐身涂料。 加到能透过红外线的粘结剂中，可构成红外隐身涂料。
为解决这一问题，研制了兼容型隐身材料， 为解决这一问题，研制了兼容型隐身材料，如雷 达波、红外兼容隐身材料，红外、 达波、红外兼容隐身材料，红外、激光兼容隐身 材料，雷达波、红外、 材料，雷达波、红外、激光等多种兼 容的隐身材料等。 容的隐身材料等。
通常由铝粉、 可见光隐身材料通常由铝粉、多属氧化物粉和有 机物复合 而成，或由掺杂的半导体材料构成，可形成与背景颜色相匹配的迷 而成，或由掺杂的半导体材料构成， 彩图案，满足可见光隐身的要求。 彩图案，满足可见光隐身的要求。
用来对抗激光制导武器、 激光隐身材料用来对抗激光制导武器、激光雷达和激光测距 机，要求这些材料对激光的反射率低可吸收率高。 要求这些材料对激光的反射率低可吸收率高。
隐身材料是实现武器隐身的物质基础。 隐身材料是实现武器隐身的物质基础。 武器装备如飞机、舰船、导弹等使用隐身材料后， 武器装备如飞机、舰船、导弹等使用隐身材料后， 可大大减小自身的信号特征，提高生存能力。 可大大减小自身的信号特征，提高生存能力。
材料用途
隐身涂层 材料
隐身结构 材料
隐身材料
(频谱) 频谱
声 隐身材料
雷达 隐身材料
红外 隐身材料
可见光 隐身材料
激光 隐身材料
声隐身材料包括消声材料，隔声材料，吸声材料及 消声 隔声、 消声、 声隐身材料包括消声材料，隔声材料，吸声材料及(消声、隔声、 吸声)的复合体 的复合体。 吸声 的复合体。
隐身材料
组成：基体材料（承载）和吸波剂复合。 基体材料主要是高分子类的一些材料
四、隐身材料的应用——军事
二战期间：蚊式轰炸机（最早）
四、隐身材料的应用——军事
20世纪50年代末，代表就是美国的 U -2侦察机
四、隐身材料的应用——军事
20世纪60年代，以美国洛克希德公司设计的SR - 71黑鸟最为典型。
四、隐身材料的应用——军事
10年后，洛克希德的F -117A 隐形战斗机和诺斯罗普公司的B- 2A 隐形轰炸机
四、隐身材料的应用——军事
先进战机一览
四、隐身材料的应用——军事
隐形潜艇
四、隐身材料的应用——民用
可建隐形罩以避免障碍物阻挡手机信号
三、雷达吸波材料
涂敷型吸波材料 这种材料在军用飞机、坦克、军舰上都有很广泛 的应用。 组成：基体材料、吸波剂（最关键）以及其它一 些助剂组成。 按照吸波剂的化学成分可分为无机吸波剂（铁氧 体、金属以及陶瓷），有机高分子吸波剂（导电 高聚物和视黄基席夫隐身材料的应用——民用
可在炼油厂上建一个隐形罩，使它不影响海边的美丽风景。
四、隐身材料的应用——民用
医生手术戴隐形手套，手会变得透明，不会挡住需要手术的部位
谢谢
张建卫 应用物理2班
一、隐形材料的定义
降低武器装备的雷达、红外、可见光 或声波等可探测信号特征、使之难以被探 测、识别、跟踪或攻击的一种特殊用途材 料。
一、隐形材料的定义
几个认识上的误区：
(1)隐身是完全“看不见”——隐身技术只是 缩短探测器的有效作用距离，有效压缩敌方 反应时间，增加自身战场生存能力和作战能 力。 (2)需要全频段、全空域的隐身能力——不但 在技术上是无法实现的，实际上也是没有必 要的，只要抓住主要矛盾，避开不利的实用 环境。
红外隐身材料课件
VS
具体而言，红外隐身材料可以应用于 航天器的蒙皮、发动机舱、太阳能电 池板等部位，通过降低热辐射强度和 改变热辐射方向，实现红外隐身效果。 此外，一些新型的红外隐身材料还可 以通过吸收和散射红外辐射，进一步 降低航天器的红外特征。
民用领域
在民用领域，红外隐身材料的应用主要包括 高温设备的红外隐身、建筑物的隔热保温和 节能改造等方面。通过使用红外隐身材料， 可以降低设备的热辐射强度和散热量，提高 设备的能源利用效率和减少能源浪费。同时， 也可以改善建筑物的室内环境和居住舒适度。
多光谱兼容性
开发能够在可见光、红外等多光 谱范围内实现隐身效果的材料， 提高红外隐身材料的综合性能。
制备方法的改进与创新
低成本制 备
优化制备工艺，降低生产成本，促进 红外隐身材料的广泛应用。
环保友好型制备
发展绿色化学方法，减少制备过程中 的环境污染，实现红外隐身材料的可 持续发展。
应用领域的拓展与深化
02
红外隐身材料的原理
红外隐身原理
红外隐身原理是利用材料对红外辐射的吸收、反射、折射、散射等特性，降低目标与周围环境的红外辐射对比度，从而降低 目标的可探测性。
红外隐身原理主要应用于军事领域，目的是降低武器装备、军事设施等目标在红外探测器下的可探测性，提高其生存能力和 作战效能。
红外隐身材料的作用机理
具体而言，红外隐身材料可以应用于工业设 备的散热部位、建筑物的外墙、屋顶和窗户 等部位，通过降低热辐射强度和隔热保温， 实现节能减排和改善室内环境的效果。此外， 一些新型的红外隐身材料还可以用于医疗领
域，如红外理疗和红外诊断等。
05
红外隐身材料的未来发展
新材料的研究与开 发
高性能材料
隐形材料
隐形材料
不需要相机、电池、灯光、镜面 重量很轻 成本不昂贵 军用红外勘测和热成像技术无效
[隐形材料的发展和应用]；文怡；今日科技；2013.07
明的？
光是什么？
光是人类眼睛可以看见的一种电磁波，也 称可见光谱 光子为基本粒子组成、波粒二象性
在真空、空气、水等透明的物质中传播
能接受的光的波明的？有些不是？
由于自由电子的阻挡作用导致的不透明 能吸收光线的物质导致的不透明 由于透明物质的结构被破坏而造成的不透明 混合原因的结果
原理
人体自身是一个红外辐射源。皮肤的红外发射率很高，接近黑体，并 且与种族、肤色和个性无关，如表1所示。人体裸露皮肤温度通常为 32℃～33℃。若将人体看作黑体，并假设其红外辐射面积0.6m2，可 通过斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律等红外辐射理论计算出有关 根据斯蒂芬2玻耳兹曼定律以及发射率的定义,对于发射率为ε的物 体在单位时间内单位表面积上向半球空间辐射出的总能量为: E =εσT 4 =ε（λ，T）（1） 其中: T 为物体的表面绝对温度
这种现象可描述为水流流经一块圆石头，遇到阻挡后 水流分开，再在石头的后面汇聚，继续沿原来的方向继 续传播。
[超颖材料在隐身方面的应用进展];燕保荣等；湖北；武汉；430074
纳米光学隐形材料发明了!!![高清版].ifox
---具有天然材料所不具备的超常物理性 质的人工复合结构或复合材料
---操控光线轨迹
隐身材料----雷达吸波材料
（1）按损耗机理的不同，可分为介电型吸波材料和 磁性吸波材料。 （2）按成型工艺和承载能力可分为涂覆和结构型两 类。 （3）按吸收原理分为吸收型和干涉型两类。
涂覆型吸波材料
高磁损耗(HP)吸波涂层材料
隐身材料——精选推荐
隐⾝材料现代隐⾝技术及材料的应⽤研究摘要：隐⾝技术与隐⾝材料在现代国防体系中具有⾮常重要的意义。
本⽂对雷达隐⾝技术和红外隐⾝技术的原理做了系统阐述，并介绍了各种雷达隐⾝材料和红外隐⾝材料的国内外研究进展，主要包括多晶铁纤维、⼿性吸波剂、导电⾼分⼦等雷达隐⾝材料以及低发射率和控制⽬标温度的红外隐⾝材料。
对智能隐⾝材料以及多功能⼀体化隐⾝材料在隐⾝材料的未来发展中的作⽤和趋势进⾏了分析。
关键词：雷达隐⾝技术，隐⾝材料，红外隐⾝技术Study morden progess of stealthy techniques and steslthy materials Abstract: stealthy techniques and materials are fairly significant for morden national defense system .The theory of radar stealthy techniques and infrared stealthy techniques are reviewed and the progress of different radar and infrared stealthy materials are also introduced, including polycrystalline ferrofiber ,chiral absorber, conductivity polymer etc. and also including low infrared emissivity materials, temperature –control materials. Intelligent stealthy materials and multifunctional tealthy materials are predicted to be the developing tendencies of tealthy materials. Key words: radar tealthy materials, infrared steakthy technique, stealthy materials 现代⽆线电技术和雷达探测系统的迅猛发展 ,极⼤推动了世界各国防御系统的搜索、跟踪、攻击⽬标的能⼒ ,传统的作战武器受到了越来越严重的威胁。
隐身材料
战斗机隐身涂层一、隐身机理信息化战争中, 武器平台的高度信息化和电子化, 使飞机、坦克、舰艇等所处的环境日益复杂。
它们除受地面或空中的火力威胁和电子干扰外, 其一举一动还处于红外、雷达、激光等探测器的严密监视之下, 使其生存能力和战斗能力面临极大挑战，这样其隐身性能就显得尤为重要。
而隐身技术主要涉及材料隐身和结构隐身两大方面。
实现隐身的方法：1）缩小雷达反射截面；2）降低红外线信号特征；3）等离子体技术。
其中缩小雷达反射截面的技术途径：1）改变飞行器的外形和结构，避免设计出在雷达方向上产生强反射的外形；2）使用非金属材料；3）采用吸收雷达波的涂敷材料和结构材料；4）遮掩或消除剩余的反射。
二、隐身涂层隐身涂料的分类：防红外线隐身涂料；防雷达波隐身涂料；防激光探测隐身涂料等。
以防雷达波隐身涂料为例介绍相关技术：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。
如美国研制的系列铁氧体吸波涂料，主要成分是锂镉、镍镉和锂锌铁氧体，它在厘米波段到分米波段，可使雷达波反射衰减达20dB。
日本研制的铁氧体和氯丁橡胶或氯磺化聚烯等吸波涂料，当涂层厚度为(117～215)mm时，对(5～10)GHz的雷达波反射衰减达30dB。
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。
它利用钋210(210P0)和锔242(242Cm)等同位素射线产生的等离子体来吸收雷达波，在(1～20)GHz的宽频带内雷达反射波可衰减20dB。
美国伯奇博士研制一种名为ATRSBS的化合物(一种席夫氏碱盐)，它吸收雷达电磁波后即转化为热能，起到雷达隐身之作用。
近几年来，国外开发了一种四针状氧化锌晶须ZnOw(Tetrapod-Shaped Zinc Oxide Whisker)，ZnOw是四针状晶体，四根针从正面体的重心向三维方向展开，这在数十种晶须中是独一无二的，由于其导电性能优异和典型的四针状三维结构，不仅可用作抗静电材料、微波发热体材料，而且更是电磁波吸收体，在雷达工作的(5～18)GHz波段由它可吸收高达20dB的电磁波(即99%以上)，是一种综合性能良好的雷达隐身涂料。
《功能材料隐身》PPT课件
隐身衣
谢谢！
主要内容
隐身材料的主要类型 负折射率概念 隐身衣原理 隐身衣的研究进展
隐身材料的主要类型
声隐身材料 雷达隐身材料 红外隐身材料 可见光隐身材料 激光隐身材料
雷达隐身材料
F22猛禽
B2 幽灵
猛禽伴飞幽灵
可见光隐身材料—隐身衣
负折射现象 负折射现象是俄国科学家Veselago在1968 年提出的：当 光波从具有正折射率的材料入射到具有负折射率材料的界 面时，光波的折射与常规折射相反，入射波和折射波处于 界面法线方向同一侧。也就是说，在这种材料中，光出现 了异常传播，出现了扭曲的现象。
视觉隐身技术
在自然界中，光线总是正折射的，所以光线的 偏折有着天然的限制，而负折射材料则打破了 这种限制。 要实现材料的隐身，最关键的技术就是制造出 能扭曲可见光波的材料，只要制造出性能合适 的材料，实用的“隐身衣”完全可能在近期问 世。而负折射材料既可以实现这种光的扭曲。
电磁波沿曲线传播
电磁波的传播方向取决于介质的性质
两种材料
一种用纳米金属网状结构来逆转光的方向
一种采用的是纤细的纳米银线。
纳米材料具有纳米效应使其具有传统材料所不具 备的奇异或反常的物理、化学特性，比如说负折 射率。
超材料
具有隐形能力的超材料显微照片 （左）和结构示意图（右）。
超材料，是纳米级的，比 一张纸还要薄约十分之一
加拿大“超隐形生物科技”公司研制的隐形衣。
隐身衣的基本原理
人之所以能看到物体，是因为物体阻 挡了光波通过。如果有一种材料覆盖 在物体表面，能引着被物体阻挡的光 线弯曲并“绕着走”，那么光线就似乎变得“不存在”了，也 就实现了视觉隐形。
隐身衣的基本原理
材料前沿-隐身材料PPT课件
4）与铁粉相容
5）介电常数小
最新课件
22
三、雷达吸波材料
2.2 吸波涂料的组成及特点
吸收剂： 六角铁氧体，羰基铁粉 炭黑，导电纤维
要求： 1）磁导率高 2）频率相应特性好 3）介电常数适当 4）介电损耗高
最新课件
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三、雷达吸波材料
2.3 吸波涂料的电设计
展宽频带，是吸波涂料设计的核心 宽带吸波材料设计面临两个问题： 一是怎样才能使入射波进入材料中而不是简单地 从前界面反射掉； 二是一旦入射波进入吸被材料内部、怎样才能将 微波能量转化其它能量，将其最大程度地消耗。 这两个要求经常是相互矛盾的，因而必须对带宽、 吸波性能、和材料厚度进行折中。
迷彩伪装 遮障伪装 假目标伪装 烟幕伪装 植物伪装 灯火伪装 音响伪装
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四、伪装材料
1）迷彩伪装技术： 用涂料、染料和其他材料改变目标和背景的颜色、
图案、对比度所实施的伪装。
（1）保护色迷彩 （2）变形迷彩 （3）仿造色迷彩 （4）光变色迷彩 （5）多功能迷彩
最新课件
60
四、伪装材料
俄米格-29飞机腹部天蓝色（保护色迷彩）
组成：树脂基体+吸收剂
特点：
1）薄：1mm，0.5mm，适于飞行器 2）面密度：1mm，3kg 3）宽：2~18GHz，8dB 4）耐久性：差
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三、雷达吸波材料
2.2 吸波涂料的组成及特点
树脂基体：
氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、环氧、聚氨酯、聚 氨酯改性环氧
要求：
1）附着力高
2）韧性好
3）填充量大
铁磁类吸收剂的表面改性： 干法改性：
1）二氧化硅包覆：奈良机械
隐形材料
提高隐形材料的吸波效果是隐形技术发展的关键技术之一。对隐形材料的性能要求是向宽频带化．薄层化，轻量化的方向发展。以适应未来战争对隐形技术提出更高的要求。为达到完全隐形的效果，通过离被隐形物体最近的光波，必须以超过相对论的“光速极限”的方式偏转。 隐形效果只对特殊范围的波长有作用，只能在非常小的频率范围内发挥效果。 防护罩可用于覆盖任何形状的物体，但不能飘动。移动的物体会破坏隐形效果。 研制出针对雷达的隐形材料还相对容易，其内部结构用毫米计算即可。但要研制出针对视觉的隐形材料，则难度很大，其结构必须是纳米（注：十亿分之一米）级别的。此外，科学家还要考虑使潜艇和军舰等更重更大的物体隐形。
4.国内外研究现状及发展趋势
隐身技术与材料的研究始于第二次世界大战期间，起源在德国，发展在美国并扩展到英、法、俄罗斯等先进国家。目前，美国在隐身技术和材料研究方面处于领先水平。在航空领域，许多国家都已成功地将隐身技术应用于飞机的隐身；在常规兵器方面，美国对坦克、导弹的隐身也已开展了不少工作，并陆续用于装备。吸波材料的开发和应用是隐身技术发展的重要精髓，是军用建筑物实现隐身的基石。我国在吸波材料的发展方面与国外相比还有很大差距，还存在面密度高、柔韧性差、附着力低等问题，因此，急需研究各种新的吸收剂，探讨新的吸波机理以满足吸波材料所追求的“轻、薄、强、宽”的目标。近年来，国外在提高与改进传统隐身材料的同时，正致力于多种新材料的探索。晶须材料、纳米材料、陶瓷材料、手性材料、导电高分子材料等逐步应用到雷达波和红外隐身材料，使涂层更加薄型化、轻量化。纳米材料因其具有极好的吸波特性，同时具备了宽频带、兼容性好、厚度薄等特点，发达国家均把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和开发；市场运应用隐身材料主要用于军事，但也有用于人们日常生活的，比如它在建筑上的应用就是接近平常人的。
隐形材料的介绍及应用
隐形材料的介绍及应用隐形材料是指具有隐形功能的材料，通过特殊的物理、化学、生物学等方式，能够使材料在一定程度上隐藏或模糊它的存在，如隐形衣，隐形墙、隐形涂料等。
下面将从材料的类型、制备方法、应用领域和未来发展等方面来详细介绍隐形材料。
一、材料的类型1. 光学隐形材料光学隐形材料是通过调节光线的传播路径，来实现隐形的效果，包括光学隐身材料和光学屏蔽材料。
光学隐身材料通过调节材料的折射率和反射率，来实现对光线传播的控制，进而达到隐身的效果。
光学屏蔽材料则是在主体材料中加入一定数量的颜料或染料，来改变材料的颜色和透明度，以达到隐形的效果。
2. 磁性隐形材料磁性隐形材料是利用材料的磁性磁吸附在物体表面，从而达到隐蔽效果。
其主要特点是具有良好的磁吸附性能和高透明度。
3. 电磁隐形材料电磁隐形材料是利用材料在特定频率下的电磁特性，以达到隐蔽效果。
其主要特点是具有良好的电磁屏蔽性能和高透明度。
4. 化学隐形材料化学隐形材料是利用材料与外界环境发生化学反应，从而引起材料颜色、透明度等性质的变化，以达到隐形效果。
二、制备方法1. 化学制备法隐形材料的制备方法往往是非常复杂的，化学方法是其中一个重要制备方法。
该方法是利用化学反应将某种物质沉积到另一物质表面，从而形成一层薄膜。
薄膜可以用来装饰或者隐蔽物体的表面。
例如，在玻璃表面涂上薄膜可以使表面产生反射或者透明的效果。
2. 物理制备法物理方法是制备隐形材料的主要手段。
其制备的方法包括物理气相沉积、溅射、离子束束法等。
其中物理气相沉积可以使用热蒸发和射流蒸发两种方法。
3. 生物制备法生物制备法是一种新型制备隐形材料的方法。
通过利用生物分子的自组装和自组织特性，构建类生物材料体系来实现隐形效果。
此类材料具有高度可复制性、高度自组装性、低毒副作用等特点。
三、应用领域1. 军事领域军事领域是隐形材料最早的应用领域。
军用隐形衣、战斗机和舰艇材料都具有隐秘作用。
此类隐形材料能够压缩热、声、电磁等发射特征，使飞机、车辆、军舰等之间的通讯与探测系统难以侦测其位置，避免遭到敌方攻击。
纳米材料在隐身技术中的应用(2)
纳米材料在隐身技术中的应用隐身技术:即采用多种手段来降低己方目标的显著性，使其不被对方的侦察和探测系统发现，从而降低目标的识别概率。
目前，常见的隐身技术有可见光、红外、雷达、激光、声波及多波段隐身技术等。
纳米隐身材料特点:隐身材料可以改变目标的表面特征及电磁吸收性能，降低其显著性，从而提高其战时生存能力，是隐身技术中的重要组成部分。
其中，纳米材料由于其独特的理化性能及优良的电磁吸收特性，成为最具潜力的功能型隐身材料。
纳米隐身材料是指由纳米材料与其他材料复合而成的功能型隐身材料，多应用于工程、装备的表面及结构涂层中，该类涂层具有以下特点:质量轻、厚度薄、红外发射率低、良好力学性能、吸波特性。
隐身作用机理:①小尺寸效应:当远大于其自身尺寸的红外及雷达等电磁波穿过时，波的透过率高，反射率减少，从而使探测器的接收信号减弱。
②表面效应:与常规材料相比，纳米粒子的比表面积增大，当电磁波穿过时，会发生多重散射。
同时，随着表面原子数的增多，粒子表面活性增强，产生磁化现象，电磁能转化为热能，从而有利于电磁波的吸收。
③量子尺寸效应:粒子电子能级产生变化，形成新的吸波效应。
同时，量子尺寸影响材料吸收边的位移，从而对吸收带宽产生作用。
纳米隐身材料的应用1)纳米材料在可见光隐身技术中的应用真正意义上实现可见光隐身，即在人眼视觉下实现目标隐身，具有相当大的技术难度。
然而，近年来世界各国研究人员根据光的反射、折射等原理，在此方面开展了一系列的研究，成果显著。
例如:纳米金属针隐身材料、具有可变折射率的超材料、将纳米颗粒添加到发烟材料中等。
2)纳米材料在红外隐身技术中的应用将纳米材料应用于纳米红外隐身涂层材料中,可以明显增强目标的红外隐身性能。
研究发现，高介电常数的金属及半导体材料因其特殊的微观结构、颗粒形貌、取向分布等特点，使其能够有效反射电磁波，是最主要的低发射率材料。
例如: Ag纳米线、纳米二氧化硅UG-SP10/纳米氧化铝UG-L30纳米复合粉体、纳米氧化锌UG-J30、纳米氧化钢锡(ITO)、纳米掺锑二氧化锡UG-G06(ATO)等。
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隐身衣的基本原理
人之所以能看到物体，是因为物体阻 挡了光波通过。如果有一种材料覆盖 在物体表面，能引着被物体阻挡的光 线弯曲并“绕着走”，那么光线就似 乎没有受到任何阻挡。在观察者看来 ，物体就似乎变得“不存在”了，也 就实现了视觉隐形。
隐身衣的基本原理
隐身衣的研究进展
➢ 加州大学伯克利分校纳米科学技术中心的华裔教授张翔
领导着实验室的两只研究小组研制出了两种新的超材料。 这两项成果分别刊登在上一期的《自然》和《科学》杂志 上，这是近年来在光负折射率上取得的重大成果。
这两项研究都是基于不同的物理原理，目的都是为了实
现对光线的负折射效应。
科学家把它们叫作“超材料”，因为它们具有自然存在物不具备的特性 ，比如说可以产生负折射率，或者说，能使光波“弯曲”。
视觉隐身技术
在自然界中，光线总是正折射的，所以光线的 偏折有着天然的限制，而负折射材料则打破了 这种限制。 要实现材料的隐身，最关键的技术就是制造出 能扭曲可见光波的材料，只要制造出性能合适 的材料，实用的“隐身衣”完全可能在近期问 世。而负折射材料既可以实现这种光的扭曲。
电磁波沿曲线传播
电磁波的传播方向取决于介质的性质
主要内容
隐身材料的主要类型 负折射率概念 隐身衣原理 隐身衣的研究进展
隐身材料的主要类型
声隐身材料 雷达隐身材料 红外隐身材料 可见光隐身材料 激光隐身材料
雷达隐身材料
F22猛禽
B2 幽灵猛禽ຫໍສະໝຸດ 飞幽灵可见光隐身材料—隐身衣
负折射现象 负折射现象是俄国科学家Veselago在1968 年提出的：当 光波从具有正折射率的材料入射到具有负折射率材料的界 面时，光波的折射与常规折射相反，入射波和折射波处于 界面法线方向同一侧。也就是说，在这种材料中，光出现 了异常传播，出现了扭曲的现象。
两种材料
➢ 一种用纳米金属网状结构来逆转光的方向
➢ 一种采用的是纤细的纳米银线。
纳米材料具有纳米效应使其具有传统材料所不具 备的奇异或反常的物理、化学特性，比如说负折 射率。
超材料
具有隐形能力的超材料显微照片 （左）和结构示意图（右）。
超材料，是纳米级的，比 一张纸还要薄约十分之一
加拿大“超隐形生物科技”公司研制的隐形衣。
隐身衣
谢谢！