隱形涂料是用于飛機(jī)、軍艦、坦克等裝備外表，做反雷達(dá)探測(cè)及防止電磁波泄漏或干擾的一種材料，隱身材料與隱身設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，形成一門(mén)新技術(shù)，即隱身技術(shù)。隱身技術(shù)要求隱光、隱電、隱磁、隱聲、隱紅外，是一門(mén)綜合技術(shù)?，F(xiàn)代隱身技術(shù)主要分為電磁波隱身技術(shù)和聲波隱身技術(shù)。

一、隱身涂料的分類(lèi)

　　隱身涂料按其功能可分為雷達(dá)隱身涂料、紅外隱身涂料、可見(jiàn)光隱身涂料、激光隱身涂料、聲納隱身涂料和多功能隱身涂料。隱身涂層要求具有：較寬溫度的化學(xué)穩(wěn)定性；較好的頻帶特性；面密度小，重量輕；粘結(jié)強(qiáng)度高，耐一定的溫度和不同環(huán)境變化。

1.雷達(dá)隱身涂料

　　雷達(dá)隱身材料是指能夠吸收衰減入射的電磁波，并通過(guò)吸收劑的介電振蕩、渦流以及磁致伸縮，將電磁能轉(zhuǎn)化成熱能而耗散掉或使電磁波因干擾而消失的一類(lèi)材料。　　

雷達(dá)隱身涂料就要消除被雷達(dá)勘測(cè)到的可能性，雷達(dá)隱身技術(shù)的研究主要集中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和吸波材料兩個(gè)方面。目前，應(yīng)用于飛機(jī)吸波涂料比較多，如鐵氧體吸波涂料價(jià)格低廉；羰基鐵吸波涂料吸收能力強(qiáng)，但面密度大；陶瓷吸波涂料密度較低；放射性同位素吸波涂料涂層薄且輕、能承受高速空氣動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)，是飛機(jī)用理想的吸波涂料；導(dǎo)電高分子吸波涂料涂層薄且易維護(hù)等。還有成為隱身涂料新亮點(diǎn)的納米吸波涂料，以覆蓋電磁波、微波和紅外，并能增強(qiáng)腐蝕防護(hù)能力，耐候性好，涂裝性能優(yōu)異。

2.紅外隱身涂料

　　紅外隱身的目的是降低或改變目標(biāo)的紅外輻射特征從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的低可探測(cè)性。通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用紅外物理原理來(lái)衰減、吸收目標(biāo)的紅外輻射能量，可使紅外探測(cè)設(shè)備難以探測(cè)到目標(biāo)。

材料的紅外輻射特性決定于材料的溫度和發(fā)射率。紅外隱身材料也可相應(yīng)分為兩類(lèi)：控制發(fā)射率的材料和控制溫度的材料。

　　紅外隱身涂層具有低發(fā)射率，高反射率，在紅外線輻射頻段才有良好的隱身效果。紅外隱身涂料的構(gòu)成一般由填料和黏結(jié)劑兩部分組成。目前用于熱紅外隱身涂料配方中的填料大致分為如下幾類(lèi)：金屬填料、著色填料、半導(dǎo)體填料等。

　　黏結(jié)劑分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類(lèi)，其中以有機(jī)黏結(jié)劑種類(lèi)多，目前可用于紅外隱身涂層的黏結(jié)劑有氯化聚苯乙烯、丁基橡膠等。從發(fā)展趨勢(shì)看，實(shí)用性能較大的是以聚乙烯為基本結(jié)構(gòu)的改型聚合物。

　　紅外隱身涂料工藝簡(jiǎn)單，施工方便，堅(jiān)固耐用，成本低廉，是目前隱身涂料中重要的品種。它是指用于減弱武器系統(tǒng)紅外特征的信號(hào)已達(dá)到隱身技術(shù)要求的特殊功能涂料，其主要針對(duì)紅外熱像儀的偵查，旨在降低飛機(jī)在紅外波段的亮度，掩飾或變形裝備在紅外熱像儀中的形狀，降低其被發(fā)現(xiàn)和識(shí)別的概率。紅外隱身涂料的主體樹(shù)脂是單組分橡膠樹(shù)脂，其與過(guò)氯乙烯涂料、環(huán)氧鐵紅底漆、聚氨酯涂料具有良好的配套性。

3.激光隱身涂料

　　20世紀(jì)80年代以來(lái)，隱身技術(shù)特別是雷達(dá)和紅外隱身技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的水平。如美國(guó)研制開(kāi)發(fā)的低可探測(cè)飛機(jī)（Low ObservableAircraft）F-117隱身攻擊機(jī)，B-2隱身轟炸機(jī)在雷達(dá)隱身和紅外隱身方面已經(jīng)做得非常好了。但是隨著激光技術(shù)的飛速發(fā)展，激光技術(shù)在武器裝備等方面的應(yīng)用日益增多。

　　激光隱身過(guò)程與雷達(dá)隱身過(guò)程相類(lèi)似，主要是降低目標(biāo)表面的反射系數(shù)，減小激光探測(cè)器的回波功率，降低激光探測(cè)器的性能，使敵方不能或難以進(jìn)行激光探測(cè)，以達(dá)到激光隱身的目的。從微觀能量上看，物質(zhì)對(duì)激光的吸收過(guò)程是物質(zhì)與電磁波的作用過(guò)程，在此過(guò)程中，光子的能量轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能、勢(shì)能，或分子（原子）的振動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能。

　　實(shí)現(xiàn)激光隱身技術(shù)的途徑主要有外形技術(shù)和材料技術(shù)，其中外形技術(shù)是通過(guò)目標(biāo)的非常規(guī)外形設(shè)計(jì)降低其雷達(dá)散射截面（LRCS）；而材料技術(shù)是采用能吸收激光的材料或在表面上涂覆吸波涂層使其對(duì)激光的吸收率大，反射率小，以達(dá)到隱身的目的。因?yàn)橥庑卧O(shè)計(jì)只能散射30%左右的雷達(dá)波，且很難找到LRCS與氣動(dòng)力學(xué)俱佳的外形，因此要徹底解決隱身問(wèn)題，還是要靠隱身材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　激光隱身材料主要包括激光吸收材料、導(dǎo)光材料、透射材料三大類(lèi)型。其中透射材料是讓激光透過(guò)目標(biāo)表面而無(wú)反射。從原理上，透光材料后應(yīng)有激光光束終止介質(zhì)，否則仍有反射或散射激光存在。導(dǎo)光材料是使入射到目標(biāo)表面的激光能夠通過(guò)某些渠道傳輸?shù)狡渌较蛉?，以減少直接反射回波。這兩種隱身功能材料作為激光隱身材料，實(shí)現(xiàn)難度較大。

　　隨著多波段探測(cè)和制導(dǎo)技術(shù)的不斷發(fā)展，隱身技術(shù)對(duì)涂料的要求除了紅外與雷達(dá)外，還應(yīng)包括涂料的可見(jiàn)光性、激光波吸收性能等。因此，探索新技術(shù)、新方法、積極開(kāi)展新的隱身機(jī)理和新型多功能隱身材料的研究，特別是新型涂敷行多功能、多頻譜兼容的隱身材料是新的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

4.可見(jiàn)光隱身涂料

　　可見(jiàn)光隱身涂料又稱(chēng)視頻隱身技術(shù)，彌補(bǔ)了雷達(dá)隱身和紅外隱身的不足，它針對(duì)人的目視、照相、攝像等觀測(cè)手段而采取的隱身技術(shù)，其目的是降低飛機(jī)本身的目標(biāo)特征，較少目標(biāo)與背景之間的亮度、色度和運(yùn)動(dòng)的對(duì)比特征，達(dá)到對(duì)目標(biāo)視覺(jué)信號(hào)的控制，以降低可見(jiàn)光探測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率?？梢?jiàn)光隱身涂料通常采用迷彩的方法使飛機(jī)隱身，如保護(hù)迷彩、仿造迷彩、變形迷彩。一種可見(jiàn)光隱身是偽裝遮障，遮障可模擬背景的電磁波輻射特性，使目標(biāo)得以遮蔽并與背景相融合，是固定目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)停留時(shí)主要手段，而迷彩涂料是這種技術(shù)應(yīng)用的重要組成?？偠灾?，可見(jiàn)光隱身涂料應(yīng)用廣泛，使用方便、經(jīng)濟(jì)，是飛機(jī)隱身涂料發(fā)展中比較成熟的技術(shù)。

二、新型隱身材料探索

1.多頻段吸波材料

　　由于當(dāng)前多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)的不斷發(fā)展以及探測(cè)手段的日益多樣性，戰(zhàn)場(chǎng)武器裝備可能同時(shí)面臨雷達(dá)、紅外、激光以及可見(jiàn)光等探測(cè)手段的威脅，因此多波段復(fù)合隱身材料的發(fā)展很早就受到了專(zhuān)家以及相關(guān)研究者的關(guān)注和重視。如何使涂層在幾個(gè)波段彼此兼容，將是今后主要研究方向之一。

2.納米涂層材料

　　近年來(lái)，納米吸波涂料成為隱身涂料新的亮點(diǎn)。它是一種極具發(fā)展前景的涂料，其一般由無(wú)機(jī)納米材料與有機(jī)高分子材料復(fù)合，通過(guò)精細(xì)控制無(wú)機(jī)納米粒子均勻分散在高聚物基體中，以制備性能更加優(yōu)異的新型涂料。其機(jī)械性能好，面密度低，是高效的寬頻帶吸波涂料，可以覆蓋電磁波、微波和紅外線。它能增強(qiáng)腐蝕防護(hù)能力，耐候性好，涂裝性能優(yōu)異?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，各國(guó)競(jìng)相在此領(lǐng)域投入人力、物力開(kāi)發(fā)研制。其隱身原理為：

（1）納米材料的界面組元所占比例大，納米顆粒表面原子比例高，不飽和鍵和懸掛鍵增多，大量懸掛鍵的存在使界面極化，吸收頻帶展寬。

（2）納米微粒尺寸小，比表面積大，界面極化與多重散射成為納米材料重要的吸波機(jī)制。納米材料量子尺寸效應(yīng)使電子能級(jí)分裂，分裂的能級(jí)間隔處于微波的能量范圍內(nèi)，為納米材料創(chuàng)造了新的吸波通道。

（3）納米材料中的原子和電子在微波場(chǎng)中的輻照，材料的原子和電子運(yùn)動(dòng)加劇，促使磁化，使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，增加了對(duì)電磁波的吸收，使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能的效率增加，從而提高了對(duì)電磁波的吸收性能。

（4）納米隱身材料具有厚度薄、質(zhì)量輕、吸收頻帶寬、兼容性好等特點(diǎn)。加入納米材料的隱身涂料，具有吸波能力強(qiáng)、密度小、可實(shí)現(xiàn)薄層涂裝的優(yōu)點(diǎn)，還具有高的力學(xué)性能、良好的環(huán)境穩(wěn)定性和理化性能。

（5）由于納米微粒具有較高的矯頑力，可引起大的磁滯損耗，有利于將吸收的雷達(dá)波等轉(zhuǎn)換成其它形式的能量（熱能、電能或機(jī)械能）而消耗掉。

3.手性吸波材料

　　手性是指一種物質(zhì)與其鏡像不存在幾何對(duì)稱(chēng)性，且不能通過(guò)任何操作使其與鏡像重合。手性吸波涂料是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的新型吸波材料。它與一般吸波涂料相比，具有吸波頻率高、吸收頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)，并可以通過(guò)調(diào)節(jié)旋波參量來(lái)改善吸波特性，在提高吸波性能，擴(kuò)展吸波帶方面具有很大潛能。

4.導(dǎo)電高聚物材料

　　這種材料是近幾年才發(fā)展起來(lái)的，由于其結(jié)構(gòu)多樣化、高度低和獨(dú)特的物理、化學(xué)特性，因而引起科學(xué)界的廣泛重視。將導(dǎo)電高聚物與無(wú)機(jī)磁損耗物質(zhì)或超微粒子復(fù)合，可望發(fā)展成為一種新型的輕質(zhì)寬頻帶微波吸收材料。

5.等離子隱身技術(shù)

　　等離子體是繼固體、液體、氣體之后的第四種物質(zhì)形態(tài)，被稱(chēng)為物質(zhì)第四態(tài)。等離子體之所以有隱身功能，是因?yàn)樗鼘?duì)雷達(dá)波具有折射與吸收作用。

　　原理：利用電磁波與等離子體互相作用的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中等離子體頻率起著重要的作用。等離子體頻率指等離子體電子的集體振蕩頻率，頻率的大小代表等離子體對(duì)電中性破壞反應(yīng)的快慢，它是等離子體的重要特征。若等離子體頻率大于入射電磁波頻率，則電磁波不會(huì)進(jìn)入等離子體。此時(shí)，等離子體反射電磁波，外來(lái)電磁波僅進(jìn)入均勻等離子體約2mm，其能量的 86％就被反射掉了。但是當(dāng)?shù)入x子體頻率小于入射電磁波頻率時(shí)，電磁波不會(huì)被等離于體截止，能夠進(jìn)入等離子體并在其中傳播，在傳播過(guò)程中。部分能量傳給等離子體中的帶電粒子，被帶電粒子吸收，而自身能量逐漸衰減。

　　等離子體隱身技術(shù)與已廣泛應(yīng)用于外形和材料隱身技術(shù)，其具有很多優(yōu)點(diǎn)：吸波頻帶寬、吸收率高、隱身效果好、使用簡(jiǎn)便、使用時(shí)間長(zhǎng)、價(jià)格便宜；無(wú)須改變飛機(jī)的外形設(shè)計(jì)，不影響飛行器的飛行性能；由于沒(méi)有吸波材料和涂層，大大降低了維護(hù)費(fèi)用。此外，俄羅斯進(jìn)行的風(fēng)洞試驗(yàn)表明，利用等離于體隱身技術(shù)還可以減少飛行器飛行阻力30％以上。但是，利用等離子體技術(shù)實(shí)現(xiàn)兵器隱身也存在著相當(dāng)?shù)碾y度和問(wèn)題。

　　軍事探測(cè)和制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展促使了隱身材料的發(fā)展，從開(kāi)始的可見(jiàn)光隱身材料到現(xiàn)在的激光隱身材料，隱身材料的研究和發(fā)展一直沒(méi)有間斷過(guò)。無(wú)論哪種隱身材料，今后的發(fā)展趨勢(shì)都向著質(zhì)輕、帶寬、高效、耐久的方向發(fā)展。而且，隨著多模技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)具有單一隱身功能的材料已經(jīng)無(wú)法同時(shí)躲避多種探測(cè)手段的圍攻，因此多波段兼容的隱身材料也是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

三、應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景

　　隨著科學(xué)研究的不斷深入，新的隱身涂料將不斷問(wèn)世。由于高度的軍事敏感性和技術(shù)保密性，使得隱身涂料的發(fā)展與應(yīng)用處于迷霧中，同時(shí)，各種反隱身技術(shù)和手段正在積極發(fā)展之中。隱身和反隱身技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)必將成為新世紀(jì)軍事斗爭(zhēng)的亮點(diǎn)。

來(lái)源：石墨烯聯(lián)盟