激光隐身涂料的应用研究进展5激光隐身涂料的应用研究进展5彭怀安

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3.3纳米隐身涂料的制备特点纳米粒子由于其具有大的比表面积等特性，使得其制备的材料有很独特的性能，在隐身涂料方面的应用也逐渐成为一个热点。然而也正是因为纳米粒子的大比表面积有强烈自团聚的倾向，这就使得以它作为功能填料制备隐身涂料时和普通的涂料制备方法不同。目前，制备纳米涂料的方法主要有：溶胶凝胶法、插层法、原位聚合法以及共混法溶胶凝胶法制备纳米涂料一般是使用烷氧基金属或其金属盐等母体和有机聚合物的共溶剂，在聚合物存在的情况下，在共溶剂体系中使母体水解或缩合生成纳米级的粒子并形成溶胶，溶胶经蒸发干燥转变为凝胶进而得到涂层。该方法反应条件温和，分散均匀。其缺点是母体大多是硅酸烷基酯，价格昂贵，有毒，而且在干燥过程中，由于溶剂及小分子的挥发，使材料内部产生收缩应力容易导致材料脆裂，因此很难获得大面积或较厚的纳米复合涂层。插层制备法是利用许多无机物(如硅酸盐类粘土、磷酸盐类等)具有的层状结构，在层间嵌入有机物。通过合适的方法将单体或聚合物插入片层之间，再将厚1nm，宽100nm左右的片层结构基体单元剥离，使其均匀分散于聚合物中，从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合。原位聚合法是首先将纳米粒子分散在单体溶液中，然后使单体进行聚合，最后得到含有纳米粒子的涂层。共混法的一般制备过程是把基料树脂熔融或溶解于适宜的溶剂中，然后加入纳米粒子的分散液以及其他助剂，充分搅拌得到纳米复合涂料。综上所述四种纳米涂料的常用制备方法，溶胶凝胶法难以制得大面积涂层，插层法则受限于所用纳米材料必须有层状结构，而原位聚合法和共混法制备纳米涂料最大的难点在于纳米粒子在溶剂或单体中的分散问题。纳米粒子在溶剂或单体中的分散是制备纳米涂料包括纳米隐身涂料的关键所在。我们在制备纳米隐身涂料方面做了一些尝试，特别是在纳米粉体的分散方面取得重要突破，通过物理方法和化学方法相结合的手段，运用独特的分散方法，合适的分散剂已经制备出了一些应用于纳米隐身涂料的掺杂半导体的分散液，其粒径分布图见图2所示。这种掺杂型的纳米半导体粉末分散液其平均粒径小于30nm，可以通过共混法或原位聚合法应用于纳米隐身涂料而充分发挥其纳米效应。3.4纳米隐身涂料的现状近年来，美、俄、法、德、日等国都把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和探索。美国在此方面的研究一直处于世界前列，据报道，美国研制的“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波的吸收率达99%；美国研制的宽频微波吸波涂层材料是由胶粘剂和纳米级微粉填料构成。这类多层结构具有很好的磁导率和红外辐射率，对50mhz～50ghz的电磁波具有良好的吸收性能[22]。例如，美国f117型战斗机使用的隐身材料就含有纳米粒子。法国也已经研制出一种宽频隐身涂层，这种涂层由粘合剂和纳米级微填充材料(由co、ni合金和sic纳米颗粒成)。对50mhz～50ghz范围内的电磁波具有良好的吸收性能[23，26]。此外，国外对fe、co、ni等纳米金属及合金吸收剂进行了广泛的研究。一般来说，采用多相复合法制出的复合粉体具有优良的吸波性能，其吸收频带宽，当吸收率大于10db时，吸收带宽可达3.2ghz。另外，国外对纳米金属氧化物吸收剂也进行了大量研究。具有复合结构的金属氧化物吸收剂不仅有良好的吸收雷达波性能，同时还有抑制红外辐射的功能[27]。

范淑敏医生

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