隐身斗篷的研究进展和存在问题

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隐身斗篷有新进展

隐身斗篷有新进展

隐身斗篷有新进展:剑桥大学科学家用光创造出隐形材料日前有研究人员发展出一项重大技术可以使人们通过光来制造隐形材料。

此方法是把光线当做针来使,用其将一组粒子链穿起来,同时,科学家称这将是制造隐形斗篷的重要一步。

本项发表在Nature上的研究描述了如何将纳米级的工程材料打造成隐形材料的。

仅十亿分之一米的粒子通过特殊的铸造方式可以改变光线穿过他们的路径。

这种被称作…超颖材料‟的东西可以将光线反射到…错误‟的路径上去。

超颖材料(metamaterial)是一种人工制造的,有着与自然界天然物体不同特性的材料。

本项研究中的技术是将纳米金粒子缝成一长串,而用到的…针‟则是未聚焦激光。

随后这些长串被一层一层堆叠起来,而大量的堆叠便可制成这种隐形材料。

当光线射向一个物体时,通过人眼的观察它要么是被物体反射要么是被吸收。

这就意味着使用…超颖材料‟之后,物体与光线之间的反应便可被改变,这时物体要么消失不见要么看着变成了另一样物体。

尽管这种效果已被人们知道多时,但将这种理论应用起来却有不少问题需要解决。

但英国剑桥大学的研究人员们则是提出了上述那般如同科幻小说一般的解决方法。

他们首先将多串粒子通过一种被称作瓜环(Cucurbiturils)的桶状分子连接在一起,这样便可控制纳米粒子之间的距离并将它们固定住。

瓜环就像是分子界的手铐,一种可以将其他分子锁在一起的分子。

在本项研究中,瓜环的作用就像是填补瓷砖之间的缝隙一样,因此所有的纳米金粒子都可以以相同的间距被固定住,随后再将它们缝接起来制成完成品。

通过使用超速激光,这种被称作…桥梁‟的工具可以将纳米粒子缝成一个大长串。

“我们主要研究的就是找到一种可以控制纳米粒子之间的间距的方法,”剑桥大学卡文迪什实验室教授,同时也是研究项目的作者,Ventsislav Valev 说道,“将几个纳米粒子连在一块没什么问题,但是要把许多粒子连成大长串就有些难了。

我们使用了一种之前根本不可能做到的方法来控制粒子间的间距,这种控制方法有的广泛的潜在应用价值。

隐身材料的研究进展及存在问题

隐身材料的研究进展及存在问题

隐身斗篷的研究进展及存在问题 摘要:隐身斗篷,由硅纳米材料制造而成,利用该特殊材料折射或吸收大部分光线,从而达到隐形的目的。

本文主要总结归纳现如今应用于隐身斗篷的各种主要材料,详细论述了基于超材料特殊电磁特性的隐身技术,简单介绍部分材料应用原理。

关键词:影身斗篷,超材料,限元分析软件,均匀介质1. 隐身斗篷的应用前景 隐形斗篷我其实是在电影Harry Potter 中第一次知道,它常被哈利拿来干一些从霍格华兹魔法学校里偷跑出来如此的事情。

现实中科学家们也一直在研究它。

在不远的将来,隐身斗篷将会真的存在于现实世界中了。

而且隐身斗篷的应用前景非常广。

隐身技术在外科手术,军事航空等多个领域中获得广泛的应用。

例如, “地震斗篷”——能够让冲击波、暴风浪或者海啸在所遮蔽的物体面前变成“瞎子”,进而达到保护建筑物的目的。

同时为提高战场生存能力, 隐身技术越来越多地应用于军用装备上。

随着军用探测技术的不断进步, 对军用装备隐身性能的要求不断提高, 传统的隐身技术已经不能满足要求。

2. 隐身材料及其隐身原理2.1 超材料众所周知,介电常数和磁导率是用于描述物质电磁特性的基本物理量,决定着电磁波在物质中的传播特性。

迄今为止,自然界中天然物质的介电常数和磁导率均大于或等于1。

2000年,Smith 等人利用金属铜的开环共振器和导线组成2 维周期性结构,首次在实验室制造出微波频段具有负介电常数和负磁导率的介质材料,引起科学界的轰动。

随后,双负材料、单负材料、手性材料、理想磁导体和理想电导体等材料成为科学研究的热点,并将这些材料统称为超材料(metamaterials)。

由于超材料具有一系列特殊的电磁特性,因而具有广阔的应用前景。

2.1.1超材料椭圆柱电磁斗篷文献[1]利用有限元分析软件Comsol Multiphysics 分析了超材料介电常数偏差、磁导率偏差和损耗对电磁斗篷场分布的影响,并讨论了在电磁斗篷内放置不同电磁特性的物体后斗篷外电场分布的变化。

量子隐形斗篷光学迷彩的前沿技术

量子隐形斗篷光学迷彩的前沿技术

量子隐形斗篷光学迷彩的前沿技术量子隐形斗篷是一种基于量子纠缠和量子隐形技术的未来光学迷彩技术。

它具有高度隐身的特性,可以使物体在光学尺度上变得难以察觉。

本文将介绍量子隐形斗篷光学迷彩技术的原理、应用和发展前景。

一、量子隐形斗篷技术原理量子隐形斗篷技术利用了量子纠缠现象。

量子纠缠是指两个或多个量子系统之间存在一种特殊的关系,其中一个系统的状态的改变会立即影响到另一个系统的状态。

在量子隐形斗篷技术中,通过控制和调整物体与背景光的相互作用,利用量子纠缠可以实现“隐形”效果。

二、量子隐形斗篷的应用领域量子隐形斗篷技术在军事和安全领域具有广泛的应用前景。

首先,量子隐形斗篷可以应用于军事隐身飞行器和潜艇等装备上,提高作战效果和保护战斗人员的安全。

其次,量子隐形斗篷还可以应用于警用装备和安防系统中,用于监控和追踪犯罪嫌疑人。

此外,量子隐形斗篷的技术也可以用于工业制造领域的隐形检测和质量控制等方面。

三、量子隐形斗篷技术的发展前景目前,量子隐形斗篷技术仍处于研发阶段,但其发展潜力巨大。

随着量子科学和技术的不断突破,量子隐形斗篷的效果和应用将会进一步提升和拓展。

未来,量子隐形斗篷技术有望在更多领域得到应用,比如隐身建筑、隐身交通工具等。

同时,量子隐形斗篷技术的成本也将逐渐降低,推动其商业化和工业化进程。

四、量子隐形斗篷技术的挑战与问题尽管量子隐形斗篷技术具有巨大的潜力,但在实际应用中仍面临一些挑战和问题。

首先,量子隐形斗篷技术需要高度精密的设备和对纠缠状态的控制,这对技术实现提出了较高的要求。

其次,量子隐形斗篷技术在实际环境中可能会受到光线、杂散等因素的干扰,从而影响效果的稳定性和可靠性。

此外,量子隐形斗篷技术的隐身效果可能会受到对手使用先进技术的干扰而失效。

五、量子隐形斗篷技术的发展形势展望尽管量子隐形斗篷技术仍面临一些挑战,但其对军事、安全和工业领域的重要价值已经得到广泛的认可。

随着量子科技的不断发展和突破,量子隐形斗篷技术有望实现更高效、更可靠的隐身效果。

隐形斗篷技术:折射率的魔法

隐形斗篷技术:折射率的魔法

隐形斗篷技术:折射率的魔法隐形斗篷一直是人们梦寐以求的科幻技术,让人们可以在不被察觉的情况下消失或者隐藏起来。

虽然在现实生活中,完全的隐形还只存在于想象中,但是科学家们正在努力研究一种叫做折射率的魔法,来实现类似的效果。

折射率是光线在不同介质中传播时的弯曲程度的度量。

当光线从一种介质进入另一种介质时,由于介质的密度不同,光线会发生折射现象,即改变传播方向。

这种折射现象是我们日常生活中常见的,比如当我们把一根铅笔放入水中,看起来铅笔的位置发生了偏移。

科学家们通过改变材料的折射率,可以实现光线的弯曲,从而达到隐形的效果。

目前,有两种主要的方法被广泛研究和应用。

一种方法是使用人工合成的材料,称为超材料。

超材料是一种具有特殊结构的材料,可以通过调整其折射率来控制光线的传播。

通过设计超材料的结构和组成,科学家们可以实现光线的弯曲和偏移,从而达到隐形的效果。

这种方法在实验室中已经取得了一些成功,但是由于超材料的制备和应用还存在一些技术难题,目前还没有实现在实际应用中的大规模使用。

另一种方法是利用自然界中存在的材料,比如水和空气。

水和空气的折射率不同,当光线从水中进入空气时,会发生折射现象。

科学家们通过改变水的折射率,可以实现光线的弯曲和偏移,从而达到隐形的效果。

这种方法相对来说更加简单和实用,但是仍然存在一些技术挑战,比如如何精确地控制水的折射率,以及如何在实际应用中实现隐形效果的稳定和持久。

除了折射率的魔法,科学家们还在研究其他的方法来实现隐形效果。

比如利用光学迷彩技术,通过改变材料的表面结构和颜色,可以使物体在特定的光照条件下与周围环境融为一体,从而达到隐形的效果。

这种方法在军事和安全领域有着广泛的应用,但是仍然存在一些限制,比如只能在特定的光照条件下才能实现隐形效果。

隐形斗篷技术的研究和应用还面临着许多挑战和困难,但是科学家们仍然对其充满信心。

随着科技的不断进步和创新,相信隐形斗篷技术将会在未来的某一天实现,让我们能够在不被察觉的情况下消失或者隐藏起来。

隐身斗篷的研究进展和存在问题

隐身斗篷的研究进展和存在问题

隐身材料的研究现状及存在问题摘要:隐身是通过研究利用各种不同的技术手段来改变己方目标的可探测性信息特征,最大程度地降低对方探测系统发现的概率,使己方目标,己方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。

本文详细介绍了微波隐身材料、红外隐身材料、激光隐身材料和可见光隐身材料的特点和研究现状,并指出隐身技术目前存在的问题。

关键词:隐身材料,军事装备,研究现状,存在问题1. 前言在1991年海湾战争中,美空军F-117A隐身攻击机,共出动1296架次,但未损失一架。

它出动的架次只占联军出动总架次的2%,但它所击中的战略目标却占全部被联军击中的战略目标的40%。

造成这一非凡战绩的原因,除伊拉克防空系统的部署及运作上的不利以外,主要应归功于F-117A的隐身能力。

隐身技术的出现促使战场军事装备向隐身化方向发展。

由于各种新型探测系统和精确制导武器的相继问世,隐身兵器的重要性与日俱增,而隐身材料的开发和运用时隐身技术发展的关键,是隐身兵器实现隐身的基石。

隐身材料的分类方法有很多种,相应于隐身技术的分类,可分为微波隐身材料,红外隐身材料,声隐身材料,激光隐身材料,可见光隐身材料和多功能隐身材料。

2.隐身材料的研究现状2.1 微波隐身材料雷达是探测武器特别是飞行器的最可靠的方法,它是利用电磁波发现目标并测定其位置的设备。

吸收雷达波的材料称为雷达吸波材料,简称吸波材料[1]。

吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量而耗散掉的一类材料。

它的工作原理与材料的电磁特性有关。

该材料一般具备两个特性,即波阻抗匹配性和衰减特性。

波阻抗匹配特性即入射电磁波在材料介质表面的反射系数最小,从而尽可能的从表面进入介质内部;衰减特性指进入材料内部的电磁波被迅速吸收。

损耗大小可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。

对于单一组元的吸收体,阻抗匹配和强吸收之间存在矛盾,有必要进行材料多元复合,以便调节电磁参数,使它尽可能在匹配条件下提高吸收损耗能力。

量子隐形斗篷现实中的隐身术

量子隐形斗篷现实中的隐身术

量子隐形斗篷现实中的隐身术隐身术一直是人们心中的梦境,如同《哈利波特》中的隐形斗篷一般,让人想要摆脱他人目光的束缚,具备隐身的超能力。

然而,科技的发展却为我们带来了一丝希望。

近年来,量子隐形斗篷这一概念不断涌现,给予了人们梦回现实的机会。

本文将介绍量子隐形斗篷的原理、应用以及未来发展前景。

一、量子隐形斗篷的原理量子隐形斗篷的原理基于量子纠缠和量子隐身技术。

量子纠缠是一种奇特的量子现象,指的是两个或多个粒子之间存在一种互相依赖的关系,它们之间的状态是无论距离有多远,都会相互影响的。

量子隐身技术则是通过改变物体的光学性质,使其对光进行吸收或散射的特性发生变化,从而实现隐身效果。

二、量子隐形斗篷的应用1. 军事应用量子隐形斗篷在军事领域有着广泛的应用前景。

通过将该技术应用于军事装备上,例如战斗机、坦克等,可以使其实现隐身效果,从而提高对抗的能力。

对于军事目标的隐蔽性和突袭能力将大大增强,极大地提高了战斗胜算。

2. 隐私保护在生活中,人们也有隐私的需求。

量子隐形斗篷可以应用于家庭安全、网络安全等方面,保护个人的隐私信息免受侵犯。

例如,通过在家居环境中使用量子隐形斗篷,人们可以在不受到干扰的情况下享受安全和隐私。

3. 光学设备量子隐形斗篷可以应用于光学设备,例如望远镜、相机等。

借助这一技术,光学设备可以实现隐身效果,减少光学干扰,提高观测和成像的清晰度。

这将对天文学、地质探测等领域有着重要的应用意义。

三、量子隐形斗篷的发展前景目前,量子隐形斗篷仍处于起步阶段,但它有巨大的发展潜力。

随着量子科学领域的持续进展,相关技术的不断突破,量子隐形斗篷有望在未来取得更为广泛的应用。

例如,通过研究更先进的材料和技术,可以进一步提高隐身效果和范围的控制,实现更加灵活和有效的隐身能力。

另外,人们还需关注量子隐形斗篷在伦理和法律方面的问题。

大规模应用量子隐形斗篷可能对社会带来一系列的挑战,例如个人隐私保护的平衡、安全风险的管理等。

《2024年基于光学变换的电磁隐身斗篷的设计与研究》范文

《2024年基于光学变换的电磁隐身斗篷的设计与研究》范文

《基于光学变换的电磁隐身斗篷的设计与研究》篇一一、引言在过去的几十年中,电磁隐身技术在军事、科研及日常生活中的应用愈发重要。

其目的是利用特殊的材料或技术实现物体的隐形或不可探测。

在众多实现方式中,基于光学变换的电磁隐身斗篷以其独特的原理和广阔的应用前景引起了广大研究者的关注。

本文将详细介绍基于光学变换的电磁隐身斗篷的设计与研究,探讨其工作原理、实现方法以及潜在的应用领域。

二、光学变换与电磁隐身原理光学变换是利用特殊的光学材料和结构,改变光波的传播路径,从而实现物体表面光线的弯曲和散射,达到视觉上的隐形效果。

在电磁隐身领域,这一原理被广泛应用于设计隐身斗篷。

电磁隐身斗篷的设计主要基于光学变换的原理,通过在斗篷表面设计特殊的结构(如微纳米阵列、光子晶体等),使得电磁波在斗篷表面的反射和散射特性发生变化,从而减少反射的电磁波与周围环境的差异,实现隐身效果。

三、基于光学变换的电磁隐身斗篷设计1. 材料选择:选择具有特殊光学特性的材料是实现电磁隐身斗篷的关键。

常用的材料包括光子晶体、微纳米金属结构等。

这些材料可以有效地改变电磁波的传播特性,实现隐身效果。

2. 结构设计:根据光学变换的原理,设计斗篷的表面结构。

通常采用微纳米阵列结构或光子晶体结构,这些结构可以有效地改变电磁波的传播路径和散射特性。

3. 制作工艺:采用先进的微纳加工技术,如纳米压印、激光刻蚀等,将设计好的结构制作在斗篷表面。

同时,为了保证斗篷的轻便性和耐用性,还需要考虑材料的选取和加工工艺的优化。

四、实验与结果分析为了验证基于光学变换的电磁隐身斗篷的效果,我们进行了大量的实验和数据分析。

实验结果表明,当斗篷被放置在特定频率的电磁波环境中时,其表面的反射和散射特性得到了有效改变,使得物体在视觉上呈现出隐身效果。

同时,我们还对不同材料和结构进行了对比分析,以寻找最佳的隐身效果和性能。

五、潜在应用领域基于光学变换的电磁隐身斗篷具有广泛的应用前景。

首先,它可以应用于军事领域,如军事装备的隐身、侦察等;其次,它可以应用于民用领域,如安全监控、隐私保护等;此外,还可以用于科学实验、舞台表演等领域。

《基于光学变换的电磁隐身斗篷的设计与研究》范文

《基于光学变换的电磁隐身斗篷的设计与研究》范文

《基于光学变换的电磁隐身斗篷的设计与研究》篇一一、引言在科技的迅猛发展中,隐身技术已经成为一项前沿研究领域。

特别是在军事防御和特殊安全应用中,电磁隐身技术的开发尤为重要。

基于光学变换的电磁隐身斗篷便是其中的一个关键研究成果。

本文旨在设计并研究这种基于光学变换的电磁隐身斗篷,分析其设计原理,评估其技术可行性,以期推动电磁隐身技术的进一步发展。

二、背景及理论基础隐身技术的实现原理主要是通过控制或操纵光线的传播来达到隐藏物体的目的。

光学变换技术则是通过特定的光学元件和算法,改变光线的传播路径,从而实现物体的隐身效果。

电磁隐身斗篷的设计便是在此基础上,通过先进的材料和设计技术,将光学变换原理应用于斗篷的构造中。

三、设计原理(一)材料选择在电磁隐身斗篷的设计中,选择合适的材料是关键。

为了达到理想的隐身效果,需要选用对电磁波具有特定吸收和反射特性的材料。

此外,材料还需具备轻便、耐用、易于加工等特点。

目前,一些新型的复合材料和纳米材料在电磁隐身领域具有广泛的应用前景。

(二)结构设计在结构设计方面,我们采用了一种基于光学变换的斗篷结构。

这种结构通过在斗篷表面设计一系列微小的光学元件,如微型反射镜、折射镜等,来改变光线的传播路径。

当光线照射到斗篷上时,这些光学元件将光线反射或折射到与周围环境相匹配的方向,从而达到隐身效果。

(三)算法设计在算法设计方面,我们采用了先进的图像处理技术和算法来控制斗篷表面的光学元件。

通过实时分析周围环境的光线变化和物体的形态变化,算法将自动调整光学元件的状态,以保持最佳的隐身效果。

此外,我们还采用了一些自适应算法来优化斗篷的性能,使其在不同环境下都能保持良好的隐身效果。

四、技术研究与实现(一)技术难点与挑战在实现电磁隐身斗篷的过程中,我们面临了许多技术难点和挑战。

首先是如何选择合适的材料和设计合理的结构来达到理想的隐身效果;其次是如何设计高效的算法来控制斗篷表面的光学元件;最后是如何将所有这些技术整合在一起,实现一个完整的、可用的电磁隐身斗篷。

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隐身材料的研究现状及存在问题摘要:隐身是通过研究利用各种不同的技术手段来改变己方目标的可探测性信息特征,最大程度地降低对方探测系统发现的概率,使己方目标,己方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。

本文详细介绍了微波隐身材料、红外隐身材料、激光隐身材料和可见光隐身材料的特点和研究现状,并指出隐身技术目前存在的问题。

关键词:隐身材料,军事装备,研究现状,存在问题1. 前言在1991年海湾战争中,美空军F-117A隐身攻击机,共出动1296架次,但未损失一架。

它出动的架次只占联军出动总架次的2%,但它所击中的战略目标却占全部被联军击中的战略目标的40%。

造成这一非凡战绩的原因,除伊拉克防空系统的部署及运作上的不利以外,主要应归功于F-117A的隐身能力。

隐身技术的出现促使战场军事装备向隐身化方向发展。

由于各种新型探测系统和精确制导武器的相继问世,隐身兵器的重要性与日俱增,而隐身材料的开发和运用时隐身技术发展的关键,是隐身兵器实现隐身的基石。

隐身材料的分类方法有很多种,相应于隐身技术的分类,可分为微波隐身材料,红外隐身材料,声隐身材料,激光隐身材料,可见光隐身材料和多功能隐身材料。

2.隐身材料的研究现状2.1 微波隐身材料雷达是探测武器特别是飞行器的最可靠的方法,它是利用电磁波发现目标并测定其位置的设备。

吸收雷达波的材料称为雷达吸波材料,简称吸波材料[1]。

吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量而耗散掉的一类材料。

它的工作原理与材料的电磁特性有关。

该材料一般具备两个特性,即波阻抗匹配性和衰减特性。

波阻抗匹配特性即入射电磁波在材料介质表面的反射系数最小,从而尽可能的从表面进入介质内部;衰减特性指进入材料内部的电磁波被迅速吸收。

损耗大小可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。

对于单一组元的吸收体,阻抗匹配和强吸收之间存在矛盾,有必要进行材料多元复合,以便调节电磁参数,使它尽可能在匹配条件下提高吸收损耗能力。

吸波材料可分为导电损耗型、介电损耗型和磁损耗型三类[2]。

(1)当导电型吸波材料受到外界磁场感应时,会在导体内产生感应电流,感应电流又产生与外界磁场方向相反的磁场,从而与外界磁场相抵消,达到对外界电磁场的屏蔽作用。

非磁性金属粉末、石墨和导电高分子等属于导电损耗型;(2)碳化硅、钛酸钡等属于介电损耗型吸波剂,其机理主要是介质的极化弛豫损耗;(3)铁氧体、铁磁性金属粉等属于磁损耗型,它们主要是通过磁滞损耗、铁磁共振和涡流损耗等机制大量吸收电磁波的能量,并将电磁能转化为热能来达到吸波效果。

按工艺方法可分为涂覆型和结构性。

前者是将吸收剂与粘结剂混合后涂敷于目标表面形成吸波涂层,是一种吸波的高分子复合涂料。

这种涂料具有反射率低,响应频带宽,轻且薄等特点。

后者具有承载和吸收雷达波的双重功能,通常是将吸收剂分散在层状结构材料中,或是透波性能好、强度高的高聚物复合材料(如玻璃钢,芳纶纤维复合材料)作面板,夹芯采用蜂窝状、波纹体或角锥体的夹芯结构。

2.2 红外隐身材料红外探测系统是依靠探测目标自身和背景的辐射差别来发现和识别目标[3]。

红外隐身材料主要通过降低目标表面的红外发射率和绝对温度,改变目标的红外辐射特征,降低武器在红外波段的亮度,改变武器在红外热像仪中的形状,降低其被发现和识别的概率[4]。

红外隐身区域包括近红外波段(0.76~3.00um)、中红外波段(3~6um),远红外波段(6~l5um)和极远红外波段(15~1000um)[5]。

但由于所受的大气窗口的限制,红外探测器的实际工作波段为 3—5um和8—14um。

红外隐身材料的目的就是使目标和背景的辐射能量差减小到红外探测器探测不到或识别不出的程度,因此对红外隐身材料,一方面要求其与背景的辐射能量差要小,另一方面要求其响应频带要宽,即要求该材料的覆盖波段为 3—5um和 8—14um,同时要有利于实现多波段兼容。

由斯蒂芬一玻耳兹曼定律:E = 4εδT4其中ε为物体的发射率,δ为斯蒂芬一玻耳兹曼常量,T为目标的绝对温度.从玻耳兹曼定律可以看出,实现红外隐身最有效的途径是降低材料的发射率和控制目标的表面温度[6],所有对应的常用材料有降温材料和低发射率材料。

2.2.1 降温材料降温材料是降低目标热辐射的最有效的材料。

目前已见报道的有隔热材料和相变材料。

隔热材料一般是泡沫塑料和陶瓷材料。

在近年来的研究,发现中空微珠的隔热降温效果较好,而且当其用量小于 20%时,中空微珠对涂层的发射率基本没有影响[7]。

正在兴起的相变材料目前正受到越来越广泛的关注,人们也开始研究把它作为红外隐身材料。

相变材料在发生物相转变时,伴随吸热、放热效应而引起温度变化,利用这种特性可以从温度上对目标的热辐射能量加以控制。

2.2.2低发射率材料低发射率材料主要有涂敷型和薄膜型两类,但因为薄膜型材料成本较昂贵,制作复杂,难以在武器中得到实际应用,因此目前国内外研究的重点主要在低发射率涂料方面,它由吸收剂(颜料)、粘合剂(基料)[8]和添加剂组成。

红外隐身涂层是由红外隐身涂料在装备表面上涂制而成,按其构成的涂层数可以分为单层和多层复合涂层。

单层涂层由同一种涂料涂成的涂层,而多层涂层则考虑到多波段、与雷达波及激光隐身涂层兼容,由不同涂料组成。

2.3 激光隐身材料激光吸收材料通常对激光信号吸收强,从而降低了激光反射信号,还可以改变发射激光的频率,使回波信号偏离激光探测波段[9]。

激光吸收材料从使用方法上可分为涂覆型和结构型。

涂覆型激光吸收材料是通过降低目标对激光的后向散射来实现激光隐身。

在目标表面涂覆吸收材料,或利用涂料降低目标表面的光洁度,都会使目标反射信号强度减弱。

国内研制出的在1. 06μm 附近具有良好激光隐身效果的激光隐身涂料,其反射衰减达23. 25dB,并且能够和可见光伪装兼容。

它是通过在黏合剂中添加强激光吸收材料,并通过特殊的工艺使涂层具有特定的微粒微孔结构来实现激光隐身的[10]。

结构型激光吸收材料是将一些非金属基质材料制成蜂窝状、层状、棱锥状或泡沫状,然后涂覆吸收材料或将吸波纤维复合到这些结构中去。

这样既降低了反射激光信号的强度,又延长了反射光的到达时间。

结构型激光吸收材料因其轻质、高强和吸波等特点,受到国内外的高度重视。

2.3.1纳米吸波材料其中纳米材料具有极好的吸波特性,具有频带宽、兼容性好、质量小和厚度薄等特点,是一种有发展前途的激光隐身材料。

这是因为[11]: a. 纳米微粒尺寸远远小于1. 06μm 和10. 6μm 的激光波长,因此纳米材料的透射率要强于常规材料,这样就减少了激光的反射率; b. 纳米材料的比表面积很大,对激光的吸收率也就相应地大; c. 纳米微粒的量子效应使得纳米材料具有高度的光学非线性,可以吸收离散的能级从而达到隐身。

现今美、俄、法、德、日等国都把纳米吸波材料作为新一代激光吸波材料进行探索与研究。

法国成功研制了纳米CoNi 超微粉宽频微波吸收涂层,它由黏结剂和纳米级微屑填充材料构成。

其中纳米级微屑由超薄不定形磁性薄层及绝缘层堆叠而成,这种多层薄膜叠合而成的夹层结构具有很好的微波磁导率,其复磁导率在0. 1—10GHz 宽频带内均大于6,且在50MHz—50GHz 频率范围内吸波性能较好[7]。

国内何伟等人采用溶胶-凝胶燃烧法合成了SmBO3粉体,对粉体进行光吸收性能研究,发现在1. 05 -1. 15μm 波长范围内SmBO3对光存在较强的吸收,在1. 06μm 波长处反射率约为0. 6%[12]。

2.4 可见光隐身材料传统的可见光隐身就是通过减小目标的可视外形、涂敷伪装迷彩和覆盖伪装网等手段,尽量降低目标与背景之间亮度和色度等可视对比的特征。

伪装迷彩涂料和多波段隐身材料虽然能相对比较简单的涂敷或覆盖到目标的表面,但仅在目标静止或运动较慢的情况下才能表现出较好的隐身效果,限制了作战装备和单兵的机动性能。

为了克服上述缺陷,军事专家积极研究能根据战地环境改变亮度、色度的智能隐身材料,目前已经取得初步成果的有热致变色材料、光致变色材料和电致变色材料。

可见光隐身材料的最新进展主要表现在两个方面,一方面是智能隐身材料的研究开发,另一方面是纳米隐身材料在伪装织物上的应用。

2.4.1 智能隐身材料可见光“智能”隐身材料是一种具有“变色龙”特性的材料系统。

因此在坦克、装甲车、飞机等武器装备上涂敷或掺杂智能隐身材料,其表面在如光、电、热等刺激下变色和改变亮度,使目标融入背景中,提高装备的隐身和机动性能。

目前,正在研制的智能隐身材料有:光致变色隐身材料,热致变色隐身材料和点致变色隐身材料。

这里我们来了解一下其中一种——光致变色隐身材料。

在一定波长和强度的作用下,光致变色隐身材料分子结构发生变化,引起材料对光吸收峰值的变化,最终导致颜色改变,达到隐身的目的。

目前,美国,日本,法国等都有此方面的研究成果。

美国在聚氨酯分子中嵌入高活性的丁二炔链段,在适当的条件下,丁二炔聚合成聚丁二炔,形成具有自由电子的共轭结构,改变了整个材料的颜色和光强度。

在此基础上,在材料系统中加入传感器和控制器,使用带有SiC 光探测器的窄带通滤波器可以识别环境的波长和光强度,再将输出信号经模拟数字转换器传输给微处理器进行识别和处理,并发出控制指令以改变材料的颜色和色强度,从而达到隐身的效果。

美国的Parks 公司研制出一种可装置在军事车辆外壳上并起到隐身效果的光反应透镜。

该透镜为六角形,由玻璃、塑料或其它透明材料制成,包含不同颜色的光致反应材料,可根据照射光强度的不同变化明、暗度。

透镜表面制成凹凸不平的结构,以便使透镜表面形成不均匀的光反射。

在透镜表面沉积一层反射薄膜,以较大程度地降低透镜的反射性。

透镜可通过粘接层覆盖于车辆外表面。

据称,在光照射时,该光反应透镜变暗,有效降低了车辆光亮面与阴影面间的对比度,使车辆与背景间达到良好的匹配,从而达到隐身的目的。

另外,,美国2007 年研制成功一种智能变色涂层,并申请了专利保护。

整个涂层由内到外分别为自修复层、视觉显示层、新型材料层、人工智能网络层、传感组分层、能源层和抗腐蚀层。

当抗腐蚀层感受到来自外界的破坏或足够大的颜色或亮度改变,传感组合层可以将获得的信号数据传输给人工智能网络层,人工智能网络对信号进行处理,发送给视觉显示层,视觉显示层将改变自身的颜色或图案,以达到与背景环境一致,实现视觉隐身。

2.4.2纳米隐身材料纳米材料[13]是指材料组分的特性尺寸在纳米量级(1~100nm)的材料,纳米隐身材料是指以磁性纳米材料或结构为主体构成的一种复合型隐身材料。

当材料粒子尺寸在纳米级时,量子效应使纳米的电子能级发生分裂,分裂能级间隔正好处于 与微波对应的能量范围(eV 5210~10--)内,从而导致新的吸波效应。

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