雷达/红外兼容隐身复合膜材料的研究

摘要

在现代高技术条件下的战争中，各种类型的雷达、红外等先进探测器以及精确制导武器的问世，对各类装备构成了严重的威胁。目标探测技术的迅速发展促使人们对隐身材料的性能提出了更高的要求。新型隐身材料的研究开发已经成为国防科学的研究重点之一。无论是红外隐身材料还是雷达吸波材料，除了要拥有各自的隐身性能外，还要求具有和其它隐身性能兼容的特点。
　　本文提出了将合理的结构化设计应用于雷达/红外兼容隐身材料研究的概念。首先，设计了雷达/红外兼容隐身复合膜的结构模型——三层层叠式结构，依据传输线理论，计算得到各层厚度比及面层雷达与红外分区面积比；其次，采用膜相渗透原位聚合法制备 PAn/PVDF复合膜，再在PAn/PVDF复合膜上膜相渗透原位沉积金属Ni，并运用古埃磁天平、X射线衍射仪、反射率测试场等现代分析测试手段，对膜样品的单位质量磁化率、结晶性、吸波性能进行了分析与表征。结果表明：Ni/PAn/PVDF复合膜中，Ni以面心立方结构形式存在；Ni/PAn/PVDF复合膜单位质量磁化率为3.6×10-3cm3·g-1，在14~18 GHz的频率范围内反射率|R|在10dB以上。
　　对于用作匹配涂层中吸收剂——不同镀层的空心微珠来说，镀层的优劣对涂层的性能有着很大的影响。在此，利用离子液体作为模板剂来优化改进传统的化学镀过程，探讨了离子液体在化学镀过程中的结构引导作用，并在此基础上构建了离子液体的作用机理——三维网状引导机理。应用X射线衍射法分析了不同镀层的成分，并通过SEM对镀后空心微珠表面形貌进行了表征，发现离子液体对空心微珠表面合金层的完整性及均一性有着较大的影响。
　　通过分析不同镀层的空心微珠作吸收剂的匹配层以及红外涂料的选择对复合膜雷达/红外隐身性能的影响，确定了雷达/红外兼容隐身复合膜的制备条件：匹配层涂料为A3（吸波剂为包覆Ni-Fe-P镀层的空心微珠，m微珠:m环氧树脂=1:3），厚度为0.185 mm；面层涂料为A3与B3（填料为片状铝箔，m铝箔:m环氧树脂=1:3），厚度为40μm，S雷达:S红外=1:4。此外，针对复合膜的主要理化性能（涂层面密度、柔韧性以及耐化学腐蚀性等）进行了测定。

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1 绪 论

1.1 隐身技术的发展

1.2 雷达波隐身材料

1.3 红外隐身材料

1.4 雷达/红外兼容隐身技术研究

1.5 本论文的研究目的及主要内容

2 雷达波吸收复合膜材料的制备及其性能研究

2.1 前言

2.2 实验方案

2.3 性能测试

2.4 实验结果及讨论

2.5 本章小结

3 匹配层及红外涂层的制备及其性能研究

3.1 前言

3.2 实验方案

3.3 性能测试

3.4 实验结果及讨论

3.5 本章小结

4 雷达/红外兼容隐身复合膜的制备及性能研究

4.1 前言

4.2 实验方案

4.3 性能检测及结果分析

4.4 本章小结

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录