隱形涂料是涂料家族的神秘一員。它并不是科幻作品中的“隱身”，而是軍事術(shù)語中指控制目標(biāo)的可觀測性或控制目標(biāo)特征信號的技巧和技術(shù)的結(jié)合。目標(biāo)特征信號是描述某種武器系統(tǒng)易被探測的一組特征，包括電磁（主要是雷達(dá)）、紅外、可見光、聲、煙霧和尾跡等 6 種特征信號。因?yàn)閾?jù)統(tǒng)計(jì)，空戰(zhàn)中飛機(jī)損失 80 ～ 90% 的原因是由于飛機(jī)被觀測。降低平臺特征信號，就降低了被探測、識別、跟蹤的概率，因而可以提高生存能力。降低平臺特征信號不僅僅是為了對付雷達(dá)探測，還包括降低被其它探測裝置發(fā)現(xiàn)的可能性。隱身是通過增加敵人探測、跟蹤、制導(dǎo)、控制和預(yù)測平臺或武器在空間位置的難度，大幅度降低敵人獲取信息的準(zhǔn)確性和完整性，降低敵人成功地運(yùn)用各種武器進(jìn)行作戰(zhàn)的機(jī)會和能力，以達(dá)到提高己方生存能力而采取的各種措施。

    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，是一門綜合技術(shù)。

    現(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)。

    隱身涂料分類
   
    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材料。

    雷達(dá)隱身涂料就要最大限度消除被雷達(dá)勘測到的可能性，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)的低可探測性。通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用紅外物理原理來衰減、吸收目標(biāo)的紅外輻射能量，可使紅外探測設(shè)備難以探測到目標(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：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：金屬填料、著色填料、半導(dǎo)體填料等。

    黏結(jié)劑分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，其中以有機(jī)黏結(jié)劑種類最多，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單，施工方便，堅(jiān)固耐用，成本低廉，是目前隱身涂料中最重要的品種。它是指用于減弱武器系統(tǒng)紅外特征的信號已達(dá)到隱身技術(shù)要求的特殊功能涂料，其主要針對紅外熱像儀的偵查，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)和識別的概率。紅外隱身涂料的主體樹脂是單組分橡膠樹脂，其與過氯乙烯涂料、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，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)到了一個很高的水平。如美國研制開發(fā)的低可探測飛機(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。

    激光隱身過程與雷達(dá)隱身過程相類似，主要是降低目標(biāo)表面的反射系數(shù)，減小激光探測器的回波功率，降低激光探測器的性能，使敵方不能或難以進(jìn)行激光探測，以達(dá)到激光隱身的目的。

    從微觀能量上看，物質(zhì)對激光的吸收過程是物質(zhì)與電磁波的作用過程，在此過程中，光子的能量轉(zhuǎn)化為電子的動能、勢能，或分子（原子）的振動能和轉(zhuǎn)動能。

    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與氣動力學(xué)俱佳的外形，因此要徹底解決隱身問題，還是要靠隱身材料來實(shí)現(xiàn)。

    激光隱身材料主要包括激光吸收材料、導(dǎo)光材料、透射材料三大類型。其中透射材料是讓激光透過目標(biāo)表面而無反射。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某些渠道傳輸?shù)狡渌较蛉ィ詼p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。

    隨著多波段探測和制導(dǎo)技術(shù)的不斷發(fā)展，隱身技術(shù)對涂料的要求除了紅外與雷達(dá)外，還應(yīng)包括涂料的可見光性、激光波吸收性能等。

    因此，探索新技術(shù)、新方法、積極開展新的隱身機(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.可見光隱身涂料

    可見光隱身涂料又稱視頻隱身技術(shù)，彌補(bǔ)了雷達(dá)隱身和紅外隱身的不足，它針對人的目視、照相、攝像等觀測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)動的對比特征，達(dá)到對目標(biāo)視覺信號的控制，以降低可見光探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率。可見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)動目標(biāo)停留時最主要手段，而迷彩涂料是這種技術(shù)應(yīng)用的重要組成。總而言之，可見光隱身涂料應(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)。

    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)展以及探測手段的日益多樣性，戰(zhàn)場武器裝備可能同時面臨雷達(dá)、紅外、激光以及可見光等探測手段的威脅，因此多波段復(fù)合隱身材料的發(fā)展很早就受到了專家以及相關(guān)研究者的關(guān)注和重視。如何使涂層在幾個波段彼此兼容，將是今后主要研究方向之一。

    2.納米涂層材料

    近年來，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，其一般由無機(jī)納米材料與有機(jī)高分子材料復(fù)合，通過精細(xì)控制無機(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。基于以上優(yōu)點(diǎn)，各國競相在此領(lǐng)域投入人力、物力開發(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)使電子能級分裂，分裂的能級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中的輻照，材料的原子和電子運(yùn)動加劇，促使磁化，使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，增加了對電磁波的吸收，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稱性，且不能通過任何操作使其與鏡像重合。手性吸波涂料是近年來開發(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)，并可以通過調(diào)節(jié)旋波參量來改善吸波特性，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走_(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，則電磁波不會進(jìn)入等離子體。此時，等離子體反射電磁波，外來電磁波僅進(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，電磁波不會被等離于體截止，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、使用簡便、使用時間長、價(jià)格便宜；無須改變飛機(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度和問題。

    軍事探測和制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展促使了隱身材料的發(fā)展，從最早的可見光隱身材料到現(xiàn)在的激光隱身材料，隱身材料的研究和發(fā)展一直沒有間斷過。無論哪種隱身材料，今后的發(fā)展趨勢都向著質(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)無法同時躲避多種探測手段的圍攻，因此多波段兼容的隱身材料也是未來的發(fā)展趨勢。

    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，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)的競爭必將成為新世紀(jì)軍事斗爭的亮點(diǎn)。

資料來源：網(wǎng)絡(luò)