[科普中国]-防雷达涂料

防雷达涂料是指为使某些设施或舰船、飞机不被雷达等微波探察发现的一种伪装涂料。

简介又称雷达波隐身涂料，它能将入射雷达的辐射能吸收、散射，使雷达波不大量反射而达到隐蔽目标的目的。主要由基料和填料组成。常用的基料有天然和合成橡胶、氯丁、丁基橡胶等)、沥青、醇酸、聚氯乙烯、聚氨酯树脂等，主要起黏合作用。填料是吸收雷达波的主要成分，由特制的MgO、FeO、ZnO等的铁磁性材料组成，具有能连续吸收入射波的棱形结晶，并有一定的孔隙度，以利于内层吸收和造成由于入射波与反射波间发生干涉作用而产生波的散射，使反射回去的雷达波不超过入射波的10%～20%。

分类雷达隐身涂料实质上是一种功能性高分子复合涂料， 能够吸收、衰减入射的电磁波，具有将电磁能转换成热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的功能，在装备表面涂覆雷达吸波涂料能够有效降低目标的雷达散射截面(RCS)。 目前雷达吸波涂料技术正向薄涂层、宽频带和高效能方向发展，呈现出多类吸波涂料共同发展的良好局面。

铁氧体吸波涂料铁氧体系列吸波涂料主要应用的吸收剂是六角晶系铁氧体和尖晶石型铁氧体。 其吸波机理是自然共振，即在不外加恒磁场的情况下，由入射交变磁场的角频率和晶体磁性的各向异性等效场决定的本征频率相等产生进动共振，从而大量吸收电磁波能量。 目前已研制并广泛应用的有 Ni－Zn、Li－Zn、Ni－Cd、Mg－Cu－Zn 铁氧体等[4]。日本在研制铁氧体吸波涂料方面处于世界领先地位，所研制的一种双层结构吸波涂料，在 1-2GHz，雷达波反射率衰减可达 20dB。 同时，国内铁氧体吸波涂料在 8-18GHz 频率范围内，全频段雷达波反射率衰减为 10dB，厚度约 2mm。

纳米吸波涂料纳米材料粒子由于粒径极小，比表面积大，处于表面的原子比例增大，增强了活性，在电磁场作用下，原子、电子运动加剧，促使磁化，使得电磁能转化为其它形式的能，增加对电磁波的吸收。 同时纳米粒子具有较高的矫顽力，可引起大的磁滞损耗。 将纳米材料作为吸收剂制成涂料，易于实现高吸收、涂层薄、重量轻、吸收频带宽、红外微波吸收兼容等要求，是一种非常有发展前景的高性能、多功能吸波涂料。美国研制了一种“超墨粉”吸波涂料，对雷达波的吸收率可达99%。法国研制成功一种宽频谱微波吸收涂层，该涂层由粘结剂和纳米级微粉填充材料构成，具有良好的磁导率，在 50MHz-50GHz 频率范围内吸收性能较好。 有人采用化学法成功制备了 FeB 超细非晶合金颗粒，这种纳米颗粒具有较大的磁损耗，是一种有应用潜力的吸波材料[6]。

导电高分子吸波涂料导电高分子吸波涂料主要是利用某些具有共轭主链的高分子聚合物，通过化学或电化学方法与掺杂剂进行电荷转移作用来设计其导电结构，实现阻抗匹配和电磁损耗，从而吸收雷达波[7]。 为了扩展宽吸收频带，通常要加入对导磁率没有影响的磁损耗型添加剂，但对提高吸收率和展宽频带有明显效果。目前，国外新研究方向有以碘经电化学或离子注入法掺杂的聚苯乙炔、聚乙炔以及聚苯胺、聚苯硫、聚噻吩等导电高聚物吸波涂料[8]。

金属微粉吸波材料金属微粉吸波材料主要以磁性金属微粉为主， 包括羰基铁粉、羰基镍粉、钴镍合金粉等。金属微粉吸收剂对雷达波具有强损耗吸收，其损耗机制主要归于铁磁共振吸收和涡流损耗。金属微粉吸波材料具有微波磁导率较高、温度稳定性好(居里温度高达 770K)、电磁参数可调等特点，它通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收损耗电磁波。 目前，金属微粉吸波材料已广泛应用于隐身技术，但金属微粉抗氧化、耐酸碱能力差；介电常数较大，低频段吸收性能较差。

放射性同位素吸波涂料在涂料中加入放射性同位素，利用其放出的高能射线使目标附近的局部空间产生等离子屏，形成含有大量自由电子并与自由空间相匹配的等离子体区。可以吸收相当宽频带的电磁波并且该涂料具有吸收频带宽、反射衰减大、使用周期可控制、施工简便、能承受高空高速飞行时的气动影响、使用寿命长等优点。 但该涂料使用放射性同位素材料，其应用仍受到一定的限制。

稀土吸波涂料稀土元素吸波涂料是新开发研制的一类吸波涂料，其以稀土磁性材料为吸收剂。另外，稀土元素常作为添加剂加在其它吸波涂料中，用以调节吸波材料的电磁参数。另外，各国还研制出视黄基席夫碱盐吸波涂料、耐高温陶瓷吸波涂料、手征性吸波涂料等新型隐身吸波涂料，为今后新型吸波材料的开发提供了新思路。

应用目前，由于雷达隐身涂料使用方便灵活、可调节、吸收性能好等优点而受到世界上许多国家的重视，部分隐身工事以及几乎所有的隐身武器系统上都使用了雷达隐身涂料。雷达隐身涂科的发展使得隐身武器系统得到了长足的发展，并在近十年的局部战争中充分发挥了武器设备的有效的突防能力和攻击作用，其最重要的应用是生产各类隐身的侦察机、战斗机、巡航导弹等。 如美国的 F-22 隐身战斗机、AGM-129 战略巡航导弹， 俄罗斯的T-50 隐身战斗机，中国研制的 J-20 隐身飞机等。 另外，各国还成功地将涂覆型吸波材料应用于舰船，如美国的“阿利·忻克”级宙斯盾驱逐舰、英国的“海幽灵”战舰等。另外，隐身涂料还应用于坦克，如 T-80 主战坦克、MII3 装甲输送车等以及隐身汽车、隐身导弹发射车等。 各国还计划将雷达隐身涂料应用于隐身机库、隐身帐篷以及士兵隐身作战服上。

前景随着电子技术的飞速发展，未来战场上的各种武器系统面临着严 重的威胁，隐身技术作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手 段，受到世界各军事强国的高度重视。 多频段、宽频带、多功能、轻质、 薄厚度是当前隐身吸波材料的研究目标。其中纳米隐身涂料以及智能 型隐身涂料是今后雷达隐身材料的主要发展趋势。 因此，具有前瞻性 和创新性的新一代隐身吸波材料，是我国国防现代化的急需的关键材 料，其经济和社会意义是显而易见的。 我们必须密切注视国外该领域 研究动态，为我们军事目标、武器装备等进行隐身提出重要课题，同时 积极开展我国隐身材料的研究，对于提高我国的国防实力具有十分重 要的意义1。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所