现代伪装涂料的研究进展
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1 光学伪装涂料与近红外伪装涂料
可见光是指肉眼可见的光线，其波长范围为 380 ~ 760nm。 防可见光侦察的根本任务是消除目标与背景在颜色上的差别， 即经过伪装的目标的颜色要与背景颜色相一致。可见光伪装对 付的是敌方肉眼和光学仪器的观察。
造成目标和背景在光学波段（UV、VIS、INF）反射差异的因素 比较多，主要有 物 体 表 面 的 光 谱 反 射 特 性，物 体 表 面 的 粗 糙 程
2 . China University of Mining and Technoiogy，Xuzhou 221008，China） ［Abstract］ The progress of modern miiitary camoufiage coating is discussed，and the principies of kinds of camoufiage coating are introduced too . Then the deveiopment trend of camoufiage coating in the future is pointed out . ［Key words］ Camoufiage coating；High taiiored coating；Nanometer；Research progress
和生产批次的 不 同 而 有 所 差 异，它 们 的 色 调、吸 油 值 都 不 尽 相
同，故配色后涂料的颜色、光泽是有差异的。此外，配色时选用
颜料，还要考虑对涂层环境性能的要求，例如配制绿漆时如果要
求耐温性好则应选用三氧化铬为好。典型的草绿色伪装涂料组
成见表 1。
表 1 典型的草绿色伪装涂料组成［1］
［收稿日期］2004 - 10 - 12 ［作者简介］孙元宝（1976 - ），男，山东烟台人，博士，主要从事化工新产品新工艺的开发研究。
5
邱贞慧等 现代伪装涂料的研究进展 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
成分
用 量/份
含水硅酸微粒子
4 . 37
豆油改性醇酸树脂 42 . 68
催干剂（30% 固份） 0 . 89
溶剂
12 . 91
! 红外伪装涂料
红外侦察是利用探测目标在一定温度下所辐射出来的一定 强度的红外辐射来达到揭示目标的目的。目前所用的红外侦察 器材多是被动系统，其红外成像系统的温度分辨率已经达到了 0 .1K，空间分辨率也很高。而红外伪装是利用背景温度分布的 多样性来实现的，所以除了对目标温度进行控制外，还要消除易 于引起识别的外形特征，使它具有背景中与之相近的物体的外 形，同时，红外伪装不能降低原有的可见光近红外伪装效果。物 体热辐射强度 M 遵循下述规律：
［摘 要］ 对目前各种军用伪装涂料的研究进展做了比较详细的阐述，并讨论了各种伪装涂料的作用原理和相应的技术
配方，指出了伪装涂料未来的发展趋势。
［关键词］ 伪装涂料；降温涂料；纳米；研究进展
［中图分类号］TO637
［文献标源自文库码］A
［文章编号］1001 - 366（0 2005）01 - 0005 - 03
结构多样化、相对密度小等特点，受到各国研究者的重视。 防雷达波涂 料 的 种 类 很 多［6］，除 了 铁 氧 体 外，还 有 以 羰 基
点在 30 ~ 50C之间固态物质（如某一分子量范围的烷烃所形成 铁、金属超细粉末、陶瓷、放射性同位素、导电高分子、席夫碱、手
的蜡）的微胶囊，将这种物质混入上述伪装涂料中，并控制其含 性物质、稀土元素等为主的吸波材料，品种繁多，各具特点。目
量。这样所形成的涂层具有良好的控温性。当涂层温度过高 前研制的吸波涂料只在某一频段范围内起作用，而且还存在着
时，微胶囊中的固态物质就会吸热而熔解，由于熔解是一个大量 诸多问题，因此如何展宽有效频段、实现多频谱隐射效果是吸波
吸热的过程，且物态由固态变成液态体积变化不大也不会对胶 涂料未来发展的一个方向。
又称纳米结构材料，是指颗粒尺寸在 1 ~ 100Im 之间的粒子凝聚
而成的块体、薄膜、多层膜和纤维等。由于纳米材料尺寸小，所
图 2 热像仪中红外迷彩与普通迷彩服的对比
假如有一种聚合物材料，它能吸收接近全谱的热红外辐射， 而只在热红外大气窗口以外 的 波 段 如 2 ~ 3!m、5 ~ 8!m、大 于 14!m 将吸收的能量释放出来。则用这种材料伪装的目标，热红 外仪器就无法探测。基于这种设想，我国 211 所设计了一种具 有转移波谱分布作用的聚邻苯二甲酸乙二酯聚合物。这种聚合 物特征吸收在 9!m 左右，而它的分子间键的弯曲振动的频率在 1500 ~ 1700 cm- 1 左右，处于非大气窗口波段。另外，这种聚合物 有共轭的双键苯环、电子云，使得波谱转移成为可能。经试验， 用该聚合物制成的涂料涂在布上与不涂涂料的布相比，前者在 热视仪下可使被包裹的人手图像模糊［3］。
度，表面的受照情况，光源光谱的功率分布以及仪器感光元器件 的响应特性。其中最关键的是表面光谱反射特性，美国军用伪 装涂料标准要求可见光伪装涂料的光谱反射曲线应在图 1 中的 曲线 a 与 b 之内。
图 1 绿色伪装涂料光谱反射曲线最大允许偏差
可见光伪装涂料的研制，关键是颜色的配制。配色除了参
考经验配方以外，主要是由实验确定。颜料的反射特性因产地
第 34 卷 第 1 期
表面技术
Vol . 34 NO. 1
2005 年 2 月
SURFACE TECHNOLOGY
Feb. 2005
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
现代伪装涂料的研究进展
邱贞慧1 ，彭著良1 ，孙元宝1，2 ，费逸伟1 ，魏贤勇2 （1 . 徐州空军学院油料物资系，江苏 徐州 221000；2 . 中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 221008）
SURFACE TECHNOLOGY
Feb. 2005
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
聚合物壁壳的微型容器，它的直径分布在 5 ~ 200!m 之间，能够 在其中封闭固态微料或液态微滴。我们可以制成中间包裹有熔
0引言
在现代战争中，目标与背景在光谱反射方面的差别是敌人 发现、识别和分辨目标的根本条件。为了使目标达到降低显著 性或隐蔽的目的，必须设法减少或消除目标与背景之间在颜色 上的差别，即必须在目标或对其观察路径上仿造或复制与背景 有相似或相同外貌的颜色，因此军事伪装的基本任务可以归结 为对背景颜色及图案的复制。用涂料对重要的军事目标进行伪 装可以大大降低目标在背景上的显著性，而且其使用方便，应用 范围广，是实现军用迷彩伪装的主要手段。针对不同的目标和 不同的战场状况对伪装涂料的要求也不尽相同，1974 年美军开 始使用标准四色迷彩，80 年代中期，联邦德国用三色迷彩取代 了四色迷彩，而目前瑞典在伪装涂料的研制技术方面处于世界 前沿水平。
囊壁造成破坏；当环境温度下降时，则又进行由液态到固态的转
化并放出一定的热量。这样涂层就达到了良好的降温效果，并 且对敌方的热红外观察起到有效的屏蔽。有资料报道，将含有
5 纳米技术在伪装涂料中的应用
该微胶囊的一块布料覆盖在一根加热的棒上，用前视红外雷达 未能探测到该棒。
现代侦察技术的发展对于新型伪装材料的要求也越来越严 格，而普通的材料已难以满足新型伪装体系的要求。纳米材料
以上配方研制的可见光伪装涂料可使探测和识别目标的可
热红外涂料是实现热迷彩的基础，它与可见光的兼容性是
能性降到最低，其红外光谱曲线与叶绿素相同，用可见光或近红 目前此工作研究的重点，也是实现多光谱兼容性伪装的基础。
外照相都不易发现伪装后的目标。
近红外伪装涂料要求其本身具有极低的红外线吸收率，并
在高温条件下要保持性能稳定。它不仅要模拟天然叶绿素的反
涂层温度上升过高另一个主要原因是涂层的热惯量小，从 这一角度出发，我们可以采用增加热惯量的方法来控制温度的 上升，这样不但达到了降温的目的，也兼顾了目标的红外伪装要 求。比较可行的方法是采用微胶囊技术。微胶囊是指一种具有
6
第 34 卷 第 1 期
表面技术
Vol . 34 NO. 1
2005 年 2 月
Recent Progress of Modern Camouflage Coating
GIU Zhen- hui1 ，PENG Zhu- liang，SUN Yuan- bao1，2 ，FEI Yi- wei1 ，WEI Xian- yong2 （1 . Xuzhou Air Force Coiiege，Xuzhou 221000，China；
成分
用 量/g
成分
用 量/g
650 聚氨酯树脂 92 . 5
铁黄 3920
39
甲
乙酸溶纤剂
甲乙酮 组
滑石粉
分 晶状二氧化硅
179 乙 氧化铁红 110
10 . 5
179
氧化铁红 160
14
组
211
TMP-TDI 加成物 180
141 分
甲酸溶纤剂
100
三氧化二铬
134
甲乙酮
82
! !!!!!!!!!
某研究所早在几年前就取得红外辐射降温涂料的实验研究 的成功。主要结构如下：选择在 8 ~ 13 . 5!m 范围外具有良好反 射特性的固态基料，而且具有不易粉化变色、价格便宜的特点， 并配比一定量的超精细碳化硅为配料，以强化在 8 ~ 13 . 5!m 波 段内的辐射能力；以改性的硅氧硅树脂作为涂料的液态基料，在 固化成膜后具有良好的透明性，可以起到在 8 ~ 13 . 5!m 波段内 辐射的作用，这样涂料固化后所形成的涂层的发射率在 0 . 9 以 上，具有良好的降温效果，而且对于单调背景的红外伪装也有良 好效果。另外为了兼顾可见光方面的伪装要求，需要将固体基 料研磨成粒度在某数值范围内，且均匀性要高。这样在反射光 线时不但增强了反射能力，而且不会在涂料的局部形成闪光。
射曲线，而且还要在近红外区域具有高反射，从而使目标在涂覆
了这种涂料后不论在近红外还是全色照片中均难以识别，它研
制的关键是颜料的选择与配合。美国某军用迷彩涂料的配方见
表 !。
表 ! 军用近红外迷彩涂料的配方
!!!!!!!!!!!!
成分 氧化铁红
铬黄 铁蓝 炭黑 滑石粉
用 量/份 3 . 74 9 . 29 6 . 71 0 . 75 14 . 79
" 伪装降温涂料［#］
降温涂料是近年来在民用领域迅速发展起来的一种特种涂 料，它主要采用现代红外技术，以提高涂层表面的红外发射率等 手段，达到降低 建 筑 物 内 的 温 度，减 少 空 调 等 的 能 源 消 耗 的 目 的。对于一些大型地面军事目标来说，设计出一种既能满足军 事伪装要求又能达到一定降温效果的新型涂料无论在理论研究 上还是在实际应用中都具有重要意义。目前国内外在此方面的 研究工作开展的还比较少。
! =!""4 式中，" 为斯- 玻常数，" 为被测目标表面温度，! 为材料的 热发射率。 由上式可以看出，因为普通涂料的发射率都很高，所以尽管 它们在可见光区颜色千差万别，但在中远红外区却都具有近似 相同的高发射率，所以难以改变目标的辐射亮度。而红外伪装 的关键就在于目标能在不同区域利用辐射亮度的差别形成热迷 彩。 涂层的发射率主要取决于所使用的粘结剂，通常所用的树 脂如醇酸、酚醛、聚酯树脂等在中远红外区的发射率都很高，因 此红外涂料研 制 的 关 键 是 寻 找 低 发 射 率，即 吸 收 率 小 的 树 脂。 有资料报道，具有环状结构的橡胶、丁基橡胶、聚乙烯和醋酸乙 烯共聚物等红外透明性能较佳，可以作为红外涂料的胶粘剂［2］。 瑞典巴拉居达公司用吹塑聚乙烯，加以低吸收颜料着色，在 薄膜上用真空沉积法镀上 1 层金属膜制成红外伪装结构层。而 发射率的控制则可通过涂层的厚度和颜料粒子的大小来控制。 热红外涂料的另一途径是利用新型半导体材料，其具有发射率 随温度变化而呈反向变化的特性，将其加入到涂料中，通过调整 发射率的变化从而消除或降低目标和背景之间的差异，这一技 术途径虽然实现起来有难度，但伪装效果良好，很有发展前途。
可见光是指肉眼可见的光线，其波长范围为 380 ~ 760nm。 防可见光侦察的根本任务是消除目标与背景在颜色上的差别， 即经过伪装的目标的颜色要与背景颜色相一致。可见光伪装对 付的是敌方肉眼和光学仪器的观察。
造成目标和背景在光学波段（UV、VIS、INF）反射差异的因素 比较多，主要有 物 体 表 面 的 光 谱 反 射 特 性，物 体 表 面 的 粗 糙 程
2 . China University of Mining and Technoiogy，Xuzhou 221008，China） ［Abstract］ The progress of modern miiitary camoufiage coating is discussed，and the principies of kinds of camoufiage coating are introduced too . Then the deveiopment trend of camoufiage coating in the future is pointed out . ［Key words］ Camoufiage coating；High taiiored coating；Nanometer；Research progress
和生产批次的 不 同 而 有 所 差 异，它 们 的 色 调、吸 油 值 都 不 尽 相
同，故配色后涂料的颜色、光泽是有差异的。此外，配色时选用
颜料，还要考虑对涂层环境性能的要求，例如配制绿漆时如果要
求耐温性好则应选用三氧化铬为好。典型的草绿色伪装涂料组
成见表 1。
表 1 典型的草绿色伪装涂料组成［1］
［收稿日期］2004 - 10 - 12 ［作者简介］孙元宝（1976 - ），男，山东烟台人，博士，主要从事化工新产品新工艺的开发研究。
5
邱贞慧等 现代伪装涂料的研究进展 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
成分
用 量/份
含水硅酸微粒子
4 . 37
豆油改性醇酸树脂 42 . 68
催干剂（30% 固份） 0 . 89
溶剂
12 . 91
! 红外伪装涂料
红外侦察是利用探测目标在一定温度下所辐射出来的一定 强度的红外辐射来达到揭示目标的目的。目前所用的红外侦察 器材多是被动系统，其红外成像系统的温度分辨率已经达到了 0 .1K，空间分辨率也很高。而红外伪装是利用背景温度分布的 多样性来实现的，所以除了对目标温度进行控制外，还要消除易 于引起识别的外形特征，使它具有背景中与之相近的物体的外 形，同时，红外伪装不能降低原有的可见光近红外伪装效果。物 体热辐射强度 M 遵循下述规律：
［摘 要］ 对目前各种军用伪装涂料的研究进展做了比较详细的阐述，并讨论了各种伪装涂料的作用原理和相应的技术
配方，指出了伪装涂料未来的发展趋势。
［关键词］ 伪装涂料；降温涂料；纳米；研究进展
［中图分类号］TO637
［文献标源自文库码］A
［文章编号］1001 - 366（0 2005）01 - 0005 - 03
结构多样化、相对密度小等特点，受到各国研究者的重视。 防雷达波涂 料 的 种 类 很 多［6］，除 了 铁 氧 体 外，还 有 以 羰 基
点在 30 ~ 50C之间固态物质（如某一分子量范围的烷烃所形成 铁、金属超细粉末、陶瓷、放射性同位素、导电高分子、席夫碱、手
的蜡）的微胶囊，将这种物质混入上述伪装涂料中，并控制其含 性物质、稀土元素等为主的吸波材料，品种繁多，各具特点。目
量。这样所形成的涂层具有良好的控温性。当涂层温度过高 前研制的吸波涂料只在某一频段范围内起作用，而且还存在着
时，微胶囊中的固态物质就会吸热而熔解，由于熔解是一个大量 诸多问题，因此如何展宽有效频段、实现多频谱隐射效果是吸波
吸热的过程，且物态由固态变成液态体积变化不大也不会对胶 涂料未来发展的一个方向。
又称纳米结构材料，是指颗粒尺寸在 1 ~ 100Im 之间的粒子凝聚
而成的块体、薄膜、多层膜和纤维等。由于纳米材料尺寸小，所
图 2 热像仪中红外迷彩与普通迷彩服的对比
假如有一种聚合物材料，它能吸收接近全谱的热红外辐射， 而只在热红外大气窗口以外 的 波 段 如 2 ~ 3!m、5 ~ 8!m、大 于 14!m 将吸收的能量释放出来。则用这种材料伪装的目标，热红 外仪器就无法探测。基于这种设想，我国 211 所设计了一种具 有转移波谱分布作用的聚邻苯二甲酸乙二酯聚合物。这种聚合 物特征吸收在 9!m 左右，而它的分子间键的弯曲振动的频率在 1500 ~ 1700 cm- 1 左右，处于非大气窗口波段。另外，这种聚合物 有共轭的双键苯环、电子云，使得波谱转移成为可能。经试验， 用该聚合物制成的涂料涂在布上与不涂涂料的布相比，前者在 热视仪下可使被包裹的人手图像模糊［3］。
度，表面的受照情况，光源光谱的功率分布以及仪器感光元器件 的响应特性。其中最关键的是表面光谱反射特性，美国军用伪 装涂料标准要求可见光伪装涂料的光谱反射曲线应在图 1 中的 曲线 a 与 b 之内。
图 1 绿色伪装涂料光谱反射曲线最大允许偏差
可见光伪装涂料的研制，关键是颜色的配制。配色除了参
考经验配方以外，主要是由实验确定。颜料的反射特性因产地
第 34 卷 第 1 期
表面技术
Vol . 34 NO. 1
2005 年 2 月
SURFACE TECHNOLOGY
Feb. 2005
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现代伪装涂料的研究进展
邱贞慧1 ，彭著良1 ，孙元宝1，2 ，费逸伟1 ，魏贤勇2 （1 . 徐州空军学院油料物资系，江苏 徐州 221000；2 . 中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 221008）
SURFACE TECHNOLOGY
Feb. 2005
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
聚合物壁壳的微型容器，它的直径分布在 5 ~ 200!m 之间，能够 在其中封闭固态微料或液态微滴。我们可以制成中间包裹有熔
0引言
在现代战争中，目标与背景在光谱反射方面的差别是敌人 发现、识别和分辨目标的根本条件。为了使目标达到降低显著 性或隐蔽的目的，必须设法减少或消除目标与背景之间在颜色 上的差别，即必须在目标或对其观察路径上仿造或复制与背景 有相似或相同外貌的颜色，因此军事伪装的基本任务可以归结 为对背景颜色及图案的复制。用涂料对重要的军事目标进行伪 装可以大大降低目标在背景上的显著性，而且其使用方便，应用 范围广，是实现军用迷彩伪装的主要手段。针对不同的目标和 不同的战场状况对伪装涂料的要求也不尽相同，1974 年美军开 始使用标准四色迷彩，80 年代中期，联邦德国用三色迷彩取代 了四色迷彩，而目前瑞典在伪装涂料的研制技术方面处于世界 前沿水平。
囊壁造成破坏；当环境温度下降时，则又进行由液态到固态的转
化并放出一定的热量。这样涂层就达到了良好的降温效果，并 且对敌方的热红外观察起到有效的屏蔽。有资料报道，将含有
5 纳米技术在伪装涂料中的应用
该微胶囊的一块布料覆盖在一根加热的棒上，用前视红外雷达 未能探测到该棒。
现代侦察技术的发展对于新型伪装材料的要求也越来越严 格，而普通的材料已难以满足新型伪装体系的要求。纳米材料
以上配方研制的可见光伪装涂料可使探测和识别目标的可
热红外涂料是实现热迷彩的基础，它与可见光的兼容性是
能性降到最低，其红外光谱曲线与叶绿素相同，用可见光或近红 目前此工作研究的重点，也是实现多光谱兼容性伪装的基础。
外照相都不易发现伪装后的目标。
近红外伪装涂料要求其本身具有极低的红外线吸收率，并
在高温条件下要保持性能稳定。它不仅要模拟天然叶绿素的反
涂层温度上升过高另一个主要原因是涂层的热惯量小，从 这一角度出发，我们可以采用增加热惯量的方法来控制温度的 上升，这样不但达到了降温的目的，也兼顾了目标的红外伪装要 求。比较可行的方法是采用微胶囊技术。微胶囊是指一种具有
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第 34 卷 第 1 期
表面技术
Vol . 34 NO. 1
2005 年 2 月
Recent Progress of Modern Camouflage Coating
GIU Zhen- hui1 ，PENG Zhu- liang，SUN Yuan- bao1，2 ，FEI Yi- wei1 ，WEI Xian- yong2 （1 . Xuzhou Air Force Coiiege，Xuzhou 221000，China；
成分
用 量/g
成分
用 量/g
650 聚氨酯树脂 92 . 5
铁黄 3920
39
甲
乙酸溶纤剂
甲乙酮 组
滑石粉
分 晶状二氧化硅
179 乙 氧化铁红 110
10 . 5
179
氧化铁红 160
14
组
211
TMP-TDI 加成物 180
141 分
甲酸溶纤剂
100
三氧化二铬
134
甲乙酮
82
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某研究所早在几年前就取得红外辐射降温涂料的实验研究 的成功。主要结构如下：选择在 8 ~ 13 . 5!m 范围外具有良好反 射特性的固态基料，而且具有不易粉化变色、价格便宜的特点， 并配比一定量的超精细碳化硅为配料，以强化在 8 ~ 13 . 5!m 波 段内的辐射能力；以改性的硅氧硅树脂作为涂料的液态基料，在 固化成膜后具有良好的透明性，可以起到在 8 ~ 13 . 5!m 波段内 辐射的作用，这样涂料固化后所形成的涂层的发射率在 0 . 9 以 上，具有良好的降温效果，而且对于单调背景的红外伪装也有良 好效果。另外为了兼顾可见光方面的伪装要求，需要将固体基 料研磨成粒度在某数值范围内，且均匀性要高。这样在反射光 线时不但增强了反射能力，而且不会在涂料的局部形成闪光。
射曲线，而且还要在近红外区域具有高反射，从而使目标在涂覆
了这种涂料后不论在近红外还是全色照片中均难以识别，它研
制的关键是颜料的选择与配合。美国某军用迷彩涂料的配方见
表 !。
表 ! 军用近红外迷彩涂料的配方
!!!!!!!!!!!!
成分 氧化铁红
铬黄 铁蓝 炭黑 滑石粉
用 量/份 3 . 74 9 . 29 6 . 71 0 . 75 14 . 79
" 伪装降温涂料［#］
降温涂料是近年来在民用领域迅速发展起来的一种特种涂 料，它主要采用现代红外技术，以提高涂层表面的红外发射率等 手段，达到降低 建 筑 物 内 的 温 度，减 少 空 调 等 的 能 源 消 耗 的 目 的。对于一些大型地面军事目标来说，设计出一种既能满足军 事伪装要求又能达到一定降温效果的新型涂料无论在理论研究 上还是在实际应用中都具有重要意义。目前国内外在此方面的 研究工作开展的还比较少。
! =!""4 式中，" 为斯- 玻常数，" 为被测目标表面温度，! 为材料的 热发射率。 由上式可以看出，因为普通涂料的发射率都很高，所以尽管 它们在可见光区颜色千差万别，但在中远红外区却都具有近似 相同的高发射率，所以难以改变目标的辐射亮度。而红外伪装 的关键就在于目标能在不同区域利用辐射亮度的差别形成热迷 彩。 涂层的发射率主要取决于所使用的粘结剂，通常所用的树 脂如醇酸、酚醛、聚酯树脂等在中远红外区的发射率都很高，因 此红外涂料研 制 的 关 键 是 寻 找 低 发 射 率，即 吸 收 率 小 的 树 脂。 有资料报道，具有环状结构的橡胶、丁基橡胶、聚乙烯和醋酸乙 烯共聚物等红外透明性能较佳，可以作为红外涂料的胶粘剂［2］。 瑞典巴拉居达公司用吹塑聚乙烯，加以低吸收颜料着色，在 薄膜上用真空沉积法镀上 1 层金属膜制成红外伪装结构层。而 发射率的控制则可通过涂层的厚度和颜料粒子的大小来控制。 热红外涂料的另一途径是利用新型半导体材料，其具有发射率 随温度变化而呈反向变化的特性，将其加入到涂料中，通过调整 发射率的变化从而消除或降低目标和背景之间的差异，这一技 术途径虽然实现起来有难度，但伪装效果良好，很有发展前途。