红外隐身材料讲述
3隐身材料217
• 自70年代中期以来，美、前苏联、英、德等国都拨出大量经费加强
隐身技术的研究，其中美国正式制订了隐身计划(stealth project)， 由1977年初开始实施，1977年8月的经费已达1亿美元。实际上，
1977年11月美国就已试飞了XST试验隐身机。
• 从80年代以来，飞机隐身技术有了重大突破。这方面，美国处于领
英国的隐身潜艇
•
隐身技术作为一项高技术，与激光武器、巡航导弹被称
为军事科学最新的三大技术成就 。美、俄、日、英、法、
德等发达国家都拨出大量经费来加强隐身技术的研究，美
国将隐身技术列为1990—2000年优先发展的17项技术 第2位，可以说，目前隐身技术已进人全面发展和推广应 用的阶段。
• 隐身技术包含的内容很多，其中，隐身材料是隐身技术的
(2)响应频带宽
• 雷达的工作频带很宽，大约在1—l40GHz范围，且还在拓
宽。理想的吸波涂料是在1—l40GHz频段内有相同的反射 率，但实际上带宽和低反射率是矛盾的，特别是干涉型涂 料带宽都很窄。为了获得宽带的材料，一般采用多层涂层， 却又增加了厚度和质量。可见对带宽也应有一个合理的取
值。对隐身飞行器，吸波涂料的主要覆盖频段应为L、S、
雷达隐身也可称为微波隐身。
• 微波一般是指波长从1m到1mm的电磁波，相应的频率范
围为0.3—300GHz。有人把1mm—0.1mm的波段也划
入微波范围。
• 微波波段细分为分米波(波长16dm—1 m)、厘米波
(1cm—1dm)、毫米波(1mm—1cm)，把0.1—1mm波 段称为亚毫米波。通常把微波中的常用波段以代号表示。 据统计，世界各种雷达的主要工作波段为L、S、C、X、
减少RCS值。
精选雷达隐身材料红外隐身技术与材料
• 1、吸波材料的发展
• 荷兰首先将吸波材料用于飞机隐身。
• 其后，德、美等国也将吸波材料用于飞机和舰艇。
• 60年代，美国将吸波材料用于Ｕ2高空侦察机。
• 70年代,美国又Байду номын сангаасＦ14、Ｆ16、Ｆ18战斗机上使用了吸波材料。
• 80年代初先后研制成ATF、B1 、A10等型号的隐身飞机。
• 80年代中后期相继面世的美国隐形飞机无疑代表了吸波材料实际 应用的巨大成就。其中，有代表意义的是Ｆ117、Ｂ2、Ｆ22、Ａ 12等隐形飞机。Ｆ117隐身战斗机的成功，系统地运用了各种缩 减雷达散射截面的措施，其RCS值为0.2ｍ2。Ｂ2隐形轰炸机的 RCS值仅为0.01ｍ2。
1.1.2、“乔装打扮”——隐身材料技术
• 所谓“乔装打扮”，主要是指采用能吸收或透过雷达波 的涂料或复合材料，使雷达波有来无回、多来少回，达 不到预期的目的。
1.1.3、“随机应变”——微波传播指示技术
• 所谓“随机应变”，是指钻雷达波传播中的空子，利用 计算机预测出雷达波在大气中传播情况，使突防飞行器 在雷达波覆盖区的“空隙”、“盲区”或“波道”外飞 行，就可避开敌方雷达的探测，顺利突防。
e：对电子设备进行屏蔽。如改进武器装备的结构， 采用特殊材料或涂料，以减少向外辐射电磁能等。
1.4、匿迹潜形---反可见光探测隐身技术
• 控制目标的电磁辐射和红外辐射特征，虽可 对雷达、电子、红外探测系统达到隐身目的， 但对可见光波段的光学探测、跟踪、瞄准系 统达不到隐身目的，所以，反可见光探测隐 身技术也在研究和发展。
a：现用或研制中的隐身飞机都以 单站雷达 为对抗目标 。
• 现在的隐身飞机只能对抗单站雷达，很难在所有被照射 的角度上都达到很小的雷达截面。F-117A正前方迎头正 负30度之内雷达截面平均值为0.02平方米，但从前半球 45度至侧向，其雷达截面会增加25-100倍，从上方侦察 时，更容易被发现。
红外隐身涂料的研究进展
1 引言20 世纪 70 年代以来 , 随着热红外探测器的广泛应用 , 红外隐身技术无论在飞行器、地面设备还是战略突防等方面都引起了世界各强国的高度重视。
相比国际上飞速发展的红外技术 , 我国还有相当的差距 , 必须加强这方面的研究。
红外探测由于探测精度高 , 已经成为一种重要的探测和跟踪手段。
随着红外探测技术的快速发展 , 红外隐身技术也取得了很大的进步。
本文将概括地介绍应用于红外隐身涂层的填料、粘合剂及其红外特征的影响因素 , 最后还将讨论与雷达的相容性问题。
2 低红外发射率材料[ 1 ]一般来说 , 用于热隐身的材料应具有以下基本特性 : 具有符合要求的热红外发射率或较强的控温能力 ; 具有合理的表面结构 ; 具有较低的太阳能吸收率 ; 能与其它频段的隐身要求兼容。
发射率是物体本身的热物性之一 , 其数值变化仅与物体的种类、性质和表面状态有关。
而物体的吸收率则不同 , 它既与物体的性质和表面状态有关 , 也因外界射入的辐射能的波长和强度而异 , 所以严格讲来 , 吸收率不是物体的热物性。
目前 , 以降低发射率为主要目标的涂料的主要性能指标是 : 目标表面的发射率ΕT IR , 在可见光和近红外波段的太阳能吸收率 A SUN 及与其它波段红外特性要求的兼容性。
2 . 1 填料的选择填料是影响涂料红外性能的基本因素之一。
大部分的无机填料在热红外波段 (T IR) 有明显的宽吸收频谱。
例如 , 碳酸盐在 7 μm 吸收最强 , 硅酸盐在大约9 μm 、氧化物在 9 ～ 30 μm 之间有吸收峰。
有机填料由于其复杂的 C 2 N 2 O 结构 , 如黑、酞菁蓝及酞菁绿等都在 T IR 频段有明显尖锐的吸收频谱 , 但主要在 6 ～ 11 μm 区间。
因此 , 涂层的红外特性受所用填料的影响 , 具有强烈的光谱选择性 [ 2 ] 。
因此金属粒子 , 尤其是金属片状粒子是 T IR 频段的首选填料。
它们在 T IR 频段吸收很少 , 但在整个波段散射和反射很大。
211181375_红外隐身防护材料研究进展
第44卷 第9期 包 装 工 程2023年5月PACKAGING ENGINEERING ·137·收稿日期：2023−04−21作者简介：许毅辉（1996—），男，本科。
红外隐身防护材料研究进展许毅辉，贾凌杰，贾贤补，陈尔余（武警士官学校，杭州 310000）摘要：目的 综述近年来国内外先进的红外隐身防护材料技术的研究进展，并对红外隐身材料的未来进行展望。
方法 从红外探测技术与红外隐身原理出发，着重介绍低发射率材料、控温材料、新型智能红外隐身材料以及协同复合材料等一系列有优异性能的材料。
结果 红外隐身可通过降低物体表面温度及降低物体表面辐射率来实现，依据这两方面原理研制的红外隐身防护材料具有良好的隐身效果。
结论 不同种类的红外隐身材料具有不同的特点，已广泛运用于军事装备、织物等方面，但依然存在一些不足，未来要针对不同应用环境要求进一步优化，以期满足现代化战争需求。
关键词：红外隐身；低发射率材料；控温材料；复合材料中图分类号：TB34；TN215 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)09-0137-10 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2023.09.017Research Progress of Infrared Stealth Protection MaterialsXU Yi-hui , JIA Ling-jie , JIA Xian-bu , CHEN Er-yu(NCO, Academy of PAP, Hangzhou 310000, China)ABSTRACT: The work aims to summarize the research progress of infrared stealth protection materials in China and abroad in recent years and prospect the future development. Based on infrared detection technology and infrared stealth principle, a series of materials with excellent performance, such as low emissivity materials, temperature control mate-rials, cooperative composite materials and emerging materials, were introduced. Infrared stealth could be realized by re-ducing the surface temperature and emissivity of the object. The infrared stealth protection materials developed on the basis of these two aspects had good stealth effect. Different types of infrared stealth materials have different characte-ristics and have been widely used in military equipment, fabrics, and other fields. However, there are still some short-comings. In the future, further optimization should be carried out according to different application environment require-ments to meet the needs of modern warfare.KEY WORDS: infrared stealth; low emissivity material; temperature control material; composite material现代战争逐渐向着信息化、智能化发展，随着探测技术与传感技术的迅猛发展，红外探测装置的精确度与分辨率也不断提高[1]。
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
红外隐身材料
红外隐身材料红外隐身材料是一种能够有效遮蔽红外辐射的材料，它在军事、航空航天领域有着重要的应用价值。
红外隐身材料的研究和应用对于提高军事装备的隐身性能，保障国家安全具有重要意义。
红外隐身材料的研究始于20世纪60年代，随着科学技术的不断发展，红外隐身材料的研究取得了长足的进步。
目前，已经有多种红外隐身材料被成功研发并应用于军事装备中。
这些材料能够有效地吸收、反射或者散射红外辐射，使得军事装备在红外探测设备的监测范围内变得难以被发现，从而提高了作战部队的生存能力。
红外隐身材料的研发主要包括材料的选择、制备工艺以及性能测试等方面。
首先，科研人员需要根据红外辐射的特性，选择具有良好吸收、反射或者散射红外辐射能力的材料作为研究对象。
其次，制备工艺的优化对于材料的性能至关重要，科研人员需要通过不断改进工艺流程，提高材料的制备质量和稳定性。
最后，对于制备好的红外隐身材料，需要进行严格的性能测试，确保其在实际应用中能够达到预期的效果。
红外隐身材料的研究还面临着一些挑战和难题。
首先，红外辐射的频段较宽，要求红外隐身材料具有良好的波段覆盖能力。
其次，红外隐身材料需要在复杂的环境条件下保持稳定的性能，这对材料的稳定性提出了更高的要求。
此外，红外隐身材料的制备成本和工艺技术也是当前研究的重点之一。
未来，随着红外技术的不断发展和应用需求的增加，红外隐身材料的研究将会迎来更多的机遇和挑战。
科研人员需要不断深化对红外辐射特性的认识，开发新型的红外隐身材料，提高材料的制备工艺和性能测试水平，为军事装备的隐身性能提供更多的技术支持。
总的来说，红外隐身材料的研究和应用对于提高军事装备的隐身性能，保障国家安全具有重要意义。
科研人员需要不断努力，克服各种困难和挑战，为红外隐身材料的研究和应用做出更大的贡献。
相信在不久的将来，红外隐身材料将会取得更大的突破，为国家安全和军事装备的发展提供更多的支持和保障。
红外隐身材料与包装防伪
２
１
１
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注：涂料配方，醇酸树脂＋不同料径 中空微珠
印 质 与 准 ０１ ｉ— 刷 量 标 化２１５ ３ｌ ． —叫 １、
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表３ ４ Ｗ灯 泡照 射下 不 同涂层 表 面 的温度 变化 ０
该涂料 或油 墨印刷防伪标 志 ， 用 于 产 品 的 防 伪 。 例 如 ：防 伪 标 志 中 大 面 积 采 用 加 有 中 空 微
三 、红外 隐身材料
ｌ 、 刷 量 标 化２¨ ｒ２｝印 质 与 准 ０ ５ …一 １
・
表１ 不同粒径的中空微珠对涂料层性能的影响
注：涂料配方，醇酸树脂＋ ０ 不同料径 中空微珠 ２％
１红夕 氐 ． Ｈ 发射率材料
目前研究较 多的红外低发射率隐身材料主要有 四类：金属颜料、着色颜料 、半导体材料和导 电高 聚物。除了着色颜料具有高发射率外 ，其他三类材 料都具有低发射率或高反射率的特性。在红外隐身 材料中引入红外发射率较高的着色颜料的 目的是为 了与可见光隐身兼容。
表４ １０ ０ Ｗ灯泡 照射 下 不 同涂层 表 面的 温度 变化
是 ，本 质上 ，中空微珠 的含 量
和 粒 径 都 是 随 机 变 量 ，只 有 正 品 生 产 商 才 有 此 种 涂 料 或 油 墨
白 铁 板 灰 浆
１ ４１ ４ ５ ２ １ ３ ３ ５ ２ ２ １ ５ １ ５ ３ ３ ５ ５ ３ ３ ３ ４
费逸伟等在 “ 新型热红外伪装涂料用填料中 空微珠性能研究 ”中研究了不同粒径的中空微珠 对于涂料层性能的影响 ，试验数据见表１ 。结 果 表 明：中空微珠 的粒子直径对于涂层的常规性能
热红外隐身
热红外隐身王先锋 摘要热红外探测器的高度发展，使人们越来越关注热红外隐身材料的研究。
本文简要介绍了热红外隐身的基本原理，并从原理出发综述了实现热红外隐身的两种主要途径，最后简要分析了多波段隐身的兼容性问题。
关键词热红外隐身降温材料涂层多波段隐身前言隐身战斗机F-117A在两次海湾战争中出尽风头，它的英文名字是stealthy aircraft，又可译成隐形飞机。
据报道，在第一次海湾战争中，参战的44架F-117A隐身战斗机先后执行了1600架次空袭任务，本身无一机损失，这一辉煌的战绩完全归功于隐身技术和隐身材料的使用。
许多军事目标（包括人），特别是运动目标，如坦克、军舰和导弹装载车等，都拥有大功率的动力源，运动时会产生强烈的热红外辐射。
某些高速运动目标，如飞机、导弹等，在飞行过程中，它们的外壳与大气摩擦产生的热也是热红外辐射源。
红外探测器就是利用目标自身产生的红外辐射来完成识别、跟踪、制导和攻击任务的。
热红外隐身伪装技术是采用各种工程技术措施消除或降低目标的真实热红外辐射特征，或者改变目标的热红外辐射使其与背景的热红外辐射相适应的技术，以使红外探测设备不能或不易发现目标，或者缩短侦视距离来提高军事目标的战场生存能力[1]。
1热红外隐身的基本原理一般来说，任何温度高于环境温度的物体都会成为红外辐射源，可由特殊仪器接受并检测出来。
由于空气中存在二氧化碳、氧气、水等极性分子，处于极远红外区域的红外线被空气吸收，只有波长处于“大气窗口”，即0.76~1.5μm、3~5μm、8~14μm 区域的红外线才能在大气中无阻碍地传播[1]。
其中3~5μm和8~14μm这部分红外线辐射来自目标和背景本身温度所引起的热辐射，故又称为热红外线辐射[2]。
从红外物理学可知，物体红外辐射能量由斯蒂芬-玻耳兹曼定律[3]决定：W=ɛσT4，式中，W是指物体的辐射发射量；ɛ指物体的发射率；σ指斯蒂芬-玻尔兹曼常数；T是物体的绝对温度。
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红外隐身材料
学生：XXX 学号：XXXXXXXX
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video
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Scheme
红外隐身材料的发展背景 红外隐身材料的机理 红外隐身材料的主要组成 红外隐身材料的基本特征 红外隐身材料的应用及展望
3
发展背景
二战后，为了提高武器装备和人员在战争环境中的生 存能力和作战效能，对抗各种探测技术而发展起来的一门 综合技术——隐身技术，其作为重大军事技术，美、俄等 世界军事强国都投入了巨额的经费进行研究，并取得丰硕 的成果，隐身技术近几十年得到了迅速发展。隐身材料是 隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下， 隐身材料是实现隐身技术的物质基础。
21
红外隐身材料的基本特征
（1）具有符合要求的热红外发射率或较强的控温力 （2）具有合理的表面结构 （3）具有较低的太阳能吸收率 （4）能与其它频段的隐身要求兼容
22
红外隐身材料的军事应用
飞
坦
舰
机
克
艇等等来自等空地
海
中
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武
武
武
器
器
器
23
红外隐身材料的应用
美国F-117A 战机为 了红外隐身，飞机 表面涂红外隐身涂 料，同时采用二元 喷管后，使得红外 辐射能量降低约 90%。
16
金和银的发射率在金属中最低，但价格昂贵。相对来说铝的红外 发射率也较低，而且储量大，价格便宜，是隐身材料中应用最多 的金属。。
17
半导体填料：是一种新型的掺杂填料，由金属氧化物 和掺杂剂两种基本成分构成，是研制兼容性能良好的 多频谱宽波段隐身材料的理想选择。
从理论上说，通过适当选择载流子密度，载流子迁移 率和载流子碰撞率等参数，可以使掺杂半导体在红外 波段有较低的发射率，而在微波和毫米波段具有较高 的吸收率，实现红外光与可见光、雷达波、激光等波 段的兼容隐身。
4
发展阶段
60 年代后期至 70 年代末期， 为早期探索及 概念研究阶段
80 年代早期 至今为活跃的 技术研究和发 展阶段
5
红外隐身技术：作为一种反侦查手段，通过降低目标的红 外辐射强度使其低于红外探测器的灵敏度，或者通过改变 目标的红外辐射频率范围使其避开大气红外窗口，从而使 其难以被识别、跟踪或者攻击。是一项适用范围广，并且 对武器性能影响很小的重要技术。
18
着色颜料：大部分并不能降低目标表面的红外发射率， 在红外隐身材料中引入着色颜料的主要目的是为了满 足兼容可见光隐身的要求。一般不可损坏涂料的热隐 身性能，分为两大类：有机和无机颜料。
19
粘合剂：保护吸收剂和填料，在整个使用期能保持他 们的吸波特性不变。粘合剂必须在所选电磁波辐射范 围透明，发射率低，与填料有较好的相容性，与底材 有较好的粘合性，在工作条件下结构稳定。
c.夹芯材料：一般由面板和芯组成。面板一般为透波材料, 芯为电磁损耗 材料。
13
涂层材料
红外低辐射涂料 红外伪装涂料
红外低辐射隐身涂料：是通过控制目标表面的红外发射率 和隔热来降低其红外辐射功率，从而实现红外隐身目的。
红外伪装涂料：主要针对短波红外隐身，在近红外波段， 探测器主要是利用目标反射的红外辐射能量来探测和识别 目标。
10
单一型 复合型
红外隐身材料分类
单一型红外隐身材料
复合型红外隐身材料
涂料型隐身材料 多层隐身材料
夹芯材料
11
单一型红外隐身材料：导电高聚物材料，重量轻、 材料组成可控性好且导电率变化范围大，但其加工 较困难且价格相当昂贵。因此并未进行广泛深入的 研究。
12
复合型红外隐身材料
a.涂料型隐身材料：涂料型红外隐身材料一般由填料和粘合剂两部分组 成。由于其使用方便，在不改变现有装备的形状，结构等情况下，赋予 武器装备各种伪装隐身功能，已越来越受到各国材料科学家们的广泛重 视。 b.多层隐身材料：多层隐身材料中最常见的是涂敷型双层材料。一般有波 吸收底层和红外吸收面层组成。
14
11Li
涂料型隐身材料的组成
填料
金属填料 半导体填料 着色颜料
粘合剂 有机粘合剂 导电或半导体聚合物 无机粘合剂
15
金属填料：金属填料属于不透明体，因此有较高反射 率的金属填料的发射率一般都较低，是制备低红外发 射率隐身涂料最重要的填料种类。 目前在红外隐身材料中应用的金属主要有：金、银、 铝、铜、锌、铂、钴、镍等。
20
①有机粘合剂：为了不使自身成为辐射源，既有较低 的红外发射率，又有较好的物理机械性能的红外聚合 透明物，如聚烯烃类，橡胶类等。 ②导电或半导体聚合物：将具有共轭主链的绝缘高分 子通过化学或电化学方法的掺杂，使之具有导体或半 导体性能。 ③无机粘合剂：无机粘合剂相较有机粘合剂的物理机 械性能和工艺性能均较差。
8
通过降低目 标表面的红 外发射率和 绝对温度， 改变目标红 外发射特征
降低武器在 红外波段的 亮度，改变 武器在红外 热像仪中的 形象
9
采用红外隐身材料的目的：在武器系统中，使用红外隐身 材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性， 获得最直接的军事效益。 ①对于地面武器装备，主要防止空中雷达或红外设备探测 及雷达制导武器和激光制导炸弹的攻击 。 ②对于作战飞机，主要防止空中预警机雷达、机载火控雷 达和红外设备的探测及空对空导弹和红外格斗导弹的攻击。
24
红外隐身材料的应用
坦克的红外辐射主要 来源包括: 发动机、烟 囱、表面辐射等。采 用效率高、热损耗小 的发动机减少发热量 以及涂低发射率材料 和迷彩伪装等措施来 实现红外隐身
25
红外隐身材料的应用
对舰艇进行红外辐射 抑制的技术手段主要 分3 种: 降温，红外屏 蔽和隐身涂料。改变 烟囱的位置和形状、 对机舱水冷降温、高 温表面涂绝热层及涂 隐身材料
6
红外隐身的目的：降低或改变目标的红外辐射特性，减小红外 探测系统对目标的作用距离，从而降低目标被探测的概率。
实现途径: （1）降低物体表面的发射率 （2）控制物体表面的温度，减小目标与背景的温差 （3）减小目标高温区辐射面积 （4）采用光谱转换技术使目标红外辐射偏移到探测系统的响应 波段之外
7
红外隐身材料：红外隐身技术的重要途径，是热红 外隐身材料中最重要的品种，因其坚固耐用、成本 低廉、制造施工方便，且不受目标几何形状限制等 优点一直受到各国的重视，是近年来发展最快的热 隐身材料。