·134 材料华报 2017年11月第31卷专辑30 纳米材料在隐身技术中的应用研究进展 刘欣伟，林伟，苏荣华，李玉鹏，吴晴晴 (军事科学院，北京100036 摘要 近年未纳术材料的应用已经成为隐身技术领城中的一个研完热点，纳术村料由于其独特的理化性能及优良的电磁吸 收特性，成为最具潜力的功能型隐身材料。分析了纳来材料的隐身作用机理，概运了近年来纳来村料在可见光，红外，雷达，激光、 声波及多波段隐身技术中的应用现状，并展望了纳来材料在隐身技术中的发展方向， 避词 纳米材料吸波材料隐身 中图分类号：928. 文献标识码：A Progress in Application of Nanometer Materials in Stealth Technology LIU Xinwei,LIN Wei.SU Ronghua.LI Yupeng,WU Qingqing Academy of Military Sciences.Beijing 100036) Abstract In recent years.the application of nan meter materials has becomea hot topie in the field ofset technology.Nanometer erial have becme the mo potential functional stealth materials beeause of their uniqe physical and chemical cha-racteristicsande ahsorption properties. The stealt ot nano materals in vis d stealth technology are sum and the future development directions o Key words 与常规材料相比，纳米材料因自身小尺寸效应、量子尺寸效 0引言 应、宏观量子隧道效应、表面与界面效应，而具有优良的光 在以信息化为主导的现代化战争条件下，侦察获取情报 电、磁等物理特性 的方式深新老样化扬过空地观测、信息处理、特征提取等手 纳米隐台材料是指由纳米材料与其他材料复合而成的 段，能迅速判别目标属性，准确定位目标，从而进行全时段、 功能型隐身材料，老应用于工程、劳备的老面及结构涂层中 全天候的监视，并可对目标实连快速精确打击。因此，武器 该类涂层其有质量轻、厚度薄、红外发射率低等特点，同时报 装备、战场设施工程及重要经济目标都面临着严峻威胁。为 具良好力学性能及吸波特性。因此，纳米材料在隐身技术领 了提高武器装备，战场设施及重要经济目标的战时生存能力 域具有巨大发展潜力 和伪装防护效果，世界重婴车事因家高度重视对隐身技术的 1.2纳米材料的隐身作用机理 发展，并将其列为战略防御体系的重要科学技术之 隐身技术的核心是利用材料的电磁及表面特性来降低 隐身技术，即采用多种手段来降低己方目标的显著性 电磁波的振幅或戒变其响应频，弱日标的显乳 使其不被对方的侦察和 发 混消观察者的视线，降低探测系统发现目标的概奉，并影响 见的隐身 术有可 宙1 其判别 特征及由 能，降身材料 料的隐身作用机理 小尺寸效应 波 吸收特性，成为 物使 品且力的功能型隐身材料。本文综述了近年来国内外 空过时△生多时 纳米材料在隐身技术中的应用研究进展，概述了纳米隐身材 尾老面活性程产生化围由能转为执能面 料及其隐身作用机理，并展望了未来纳米材料在隐身技术中 剧干由腾波的吸收。引最子尺计放应拉子由子能觉产生 的发展方向 变化，形成新的吸波效应。同时，量子尺寸影响材料吸收边 1纳米材料及其隐身作用机理 的位移，从而对吸收带宽产生作用。 1.1纳米材料和纳米隐身材料 2纳米材料在隐身技术中的应用研究 纳米材料是指三维空间中至少有一维处于钠米尺度范 2.1纳米材料在可见光隐身技术中的应用 围内的超细颗粒材料的总称，其尺寸一般在1-100m之间。 可见光隐身技术主要是通过涂覆迷彩涂料、采用伪装遮 刘欣伟：男，1988年生，颈士，助理工程师.研究方向为伪装与防护Emil:liumum山l11521@163.com 94-2018 China Academie Jourmnal Eleetronic Publishing House.All rights reserved.hup://www.cnki.ne
纳米材料在隐身技术中的应用研究进展 刘欣伟，林 伟，苏荣华，李玉鹏，吴晴晴 ( 军事科学院，北京 100036) 摘要 近年来纳米材料的应用已经成为隐身技术领域中的一个研究热点，纳米材料由于其独特的理化性能及优良的电磁吸 收特性，成为最具潜力的功能型隐身材料。分析了纳米材料的隐身作用机理，概述了近年来纳米材料在可见光、红外、雷达、激光、 声波及多波段隐身技术中的应用现状，并展望了纳米材料在隐身技术中的发展方向。 关键词 纳米材料 吸波材料 隐身 中图分类号: E928. 9 文献标识码: A Progress in Application of Nanometer Materials in Stealth Technology LIU Xinwei，LIN Wei，SU Ｒonghua，LI Yupeng，WU Qingqing ( Academy of Military Sciences，Beijing 100036) Abstract In recent years，the application of nanometer materials has become a hot topic in the field of stealth technology. Nanometer materials have become the most potential functional stealth materials because of their unique physical and chemical cha-racteristics，and excellent electromagnetic absorption properties. The stealth mechanism of nano materials is analyzed，the applications of nano materials in visible light，infared，radar，laser，acoustic wave and multiband stealth technology are summarized，and the future development directions of nanometer materials used in stealth technology are pointed out. Key words nanometer material，absorbing material，stealth 刘欣伟: 男，1988 年生，硕士，助理工程师，研究方向为伪装与防护 E-mail: liumumu111521@ 163. com 0 引言 在以信息化为主导的现代化战争条件下，侦察获取情报 的方式逐渐多样化，通过空地观测、信息处理、特征提取等手 段，能迅速判别目标属性，准确定位目标，从而进行全时段、 全天候的监视，并可对目标实施快速精确打击。因此，武器 装备、战场设施工程及重要经济目标都面临着严峻威胁。为 了提高武器装备、战场设施及重要经济目标的战时生存能力 和伪装防护效果，世界重要军事国家高度重视对隐身技术的 发展，并将其列为战略防御体系的重要科学技术之一。 隐身技术，即采用多种手段来降低己方目标的显著性， 使其不被对方的侦察和探测系统发现，从而降低目标的识别 概率。目前，常见的隐身技术有可见光［1］、红外［2］、雷达［3］、 激光［4］、声波［5］及多波段隐身技术［6］等。隐身材料可以改变 目标的表面特征及电磁吸收性能，降低其显著性，从而提高 其战时生存能力，是隐身技术中的重要组成部分。其中，纳 米材料由于其独特的理化性能及优良的电磁吸收特性，成为 最具潜力的功能型隐身材料［7-9］。本文综述了近年来国内外 纳米材料在隐身技术中的应用研究进展，概述了纳米隐身材 料及其隐身作用机理，并展望了未来纳米材料在隐身技术中 的发展方向。 1 纳米材料及其隐身作用机理 1. 1 纳米材料和纳米隐身材料 纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范 围内的超细颗粒材料的总称，其尺寸一般在 1 ～ 100 nm 之间。 与常规材料相比，纳米材料因自身小尺寸效应、量子尺寸效 应、宏观量子隧道效应、表面与界面效应，而具有优良的光、 电、磁等物理特性。 纳米隐身材料是指由纳米材料与其他材料复合而成的 功能型隐身材料，多应用于工程、装备的表面及结构涂层中， 该类涂层具有质量轻、厚度薄、红外发射率低等特点，同时兼 具良好力学性能及吸波特性。因此，纳米材料在隐身技术领 域具有巨大发展潜力［10-13］。 1. 2 纳米材料的隐身作用机理 隐身技术的核心是利用材料的电磁及表面特性来降低 电磁波的振幅或改变其响应频率，减弱目标的显著性，转移、 混淆观察者的视线，降低探测系统发现目标的概率，并影响 其判别能力。 纳米材料的隐身作用机理包括［14-17］: ( 1) 小尺寸效应，当 远大于其自身尺寸的红外及雷达等电磁波穿过时，波的透过 率高，反射率减少，从而使探测器的接收信号减弱。( 2) 表面 效应，与常规材料相比，纳米粒子的比表面积增大，当电磁波 穿过时，会发生多重散射。同时，随着表面原子数的增多，粒 子表面活性增强，产生磁化现象，电磁能转化为热能，从而有 利于电磁波的吸收。( 3) 量子尺寸效应，粒子电子能级产生 变化，形成新的吸波效应。同时，量子尺寸影响材料吸收边 的位移，从而对吸收带宽产生作用。 2 纳米材料在隐身技术中的应用研究 2. 1 纳米材料在可见光隐身技术中的应用 可见光隐身技术主要是通过涂覆迷彩涂料、采用伪装遮 · 431 · 材料导报 2017 年 11 月第 31 卷专辑 30
纳米材料在隐身技术中的应用研究进展/刘欣伟等 ·135 障器材及利用烟名、灯光、假目标等手段，使目标的可祝外形 19%,表明所制各的S0,1，0，纳米复合粉体是 一种具 发生改变，旨在减小目标与背景之间 人眼可观测条件下的 有低发射幸的红外隐身复合钠米材科 建华 将异丙 ,色度差 铝和钛酸丁酯作为金属源，分别制备 万胸的 现和识 孔复合材料，发现A 米材料在领围肉且右均匀 外探 ，测 为广泛，但在可见光领域研究较少。因为直正意义上实现司 的红外发射率，结县 见光隐身，即在人眼祝觉下实现目标隐身，具有相当大的技 比，复合镀层的 术难度。然而，近年来世界各国研究人员根据光的反射、折 红外发射表仅为0333表明该铺层且右良好的红外隐身树 射等原理，在此方面开展了 一系列的研究，成果显著。据招 能 道 ”,普度大学研究人员设计出一种新型的纳米金属针隐身 0为宽禁带半导体.且有质量轻、热稳定性好、吸被能 材料，它是将金属针置于锥形物体中，并设定特殊的长度和 力强等优点。岳春晓等利用溶胶凝胶法制备了1掺务 角度，使光在斗篷周围游走，从而让锥形体内的物体 ”消尖 n0钠米粉体(7A0),并对ZA0的红外吸收性能进行 了 这是因为物体表面的光不再反射造成的，该设计是实 究，发现随者杂A离子浓度的增 ,材料的红外吸收边 可见光泡内 生蓝移，可通过改变乙 流子浓度，增强红外波段的反期 学的 率， 红外发射率， 制备出具有低发射率的红外隐身 的 超材料，材 花研究，发即 长范 烟幕伪装是可见光隐身的主要途径之 放烟雾用以遮蔽目标和骗、迷惑对方，干扰对方侦查，并进 入有利于提供更多的自由电子，从而改善红外光子的散 行有效干扰。将纳米颗粒添加到发烟材料中，不仅可以实现 可见光隐身，同时兼具红外和雷达隐身效果，烟幕的综合隐 钠米氧化铜锡(TO)是一种具有钠米材料和機杂半导 身性能得到提高。周遵宁等 在碳粉发烟剂中添加纳米 材料双重特性的新材料，在红外区具有较高的反射率 s0,研究了复合发烟剂的干扰性能和分散性，发现S0,的 g等采用液相化学共沉法制各了T0,哥究了TO涂 加入使废发剂的红外速时间延长北分性明品政 层的红外特住，发现当pH值为7.58.0、钢盐浓度为0. 善。鞠剑峰等 用化 学沉淀法制备 了的米F,O并配 ol,共沉淀剂为 5氨水，烧温度为800℃时，所制首 的球形TO具有良好的分散性，颗拉均匀， 均粒径约为4 单相箱，在714 波长范日 内的红外光 过率低 种优良 环为 位 可件 标的 ,以及 由可明豆墙标的红隐性能 研安发现高介山常的金届及半导体材料因其的 低到28℃，最高温度从93℃降低到37℃，红外发射最低 约为04」 磁被，是最主要的低发射率材料。 将Ag纳米 23米材在自持术中的用 线混合制备成具有频率选择性质的低发射率涂层，发现当A 雷达隐身技术主要包括外形技术、材料吸波技术、有源 含量较高时，涂层在红外波段具有低发射率（吸收率<15%） 干扰技术等。目前，材料吸波技术是该领域的重要研究方向 雷达吸波材科是指通过对入射的电磁波吸收衰碱， 介 属 电磁能转换 热能而消耗掉，或干涉电磁波使 消失 面化 型复合材料，主要包括电阳 电介 介质型吸 ,纳米雷达吸波材料是雷达吸波材 转换为 的极化作用 状，其中结品态的平均晶粒尺十约为18 达隐身的效果，常见的电阻型吸波材料包括石墨、碳纤维 波长范围内的红外发射率低于非品态复合粉体，3~5m内 是由岩里瑞硅续。报报[对 ,世界各国新型战机所 发射率平均值为45.65%，8-14um内发射率平均值为 用的隐身材料中均包含钠米材料。美国研制的石墨/环氧树 1994-018 China Academic Joural Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
障器材及利用烟幕、灯光、假目标等手段，使目标的可视外形 发生改变，旨在减小目标与背景之间在人眼可观测条件下的 亮度、色度差别，对人眼视觉、照相、摄像等可见光观测手段 进行干扰，从而降低人眼和可见光探测系统发现和识别目标 的概率。 纳米材料在宽频范围内具有均匀的吸波特征。目前，将 纳米材料应用于红外、雷达、激光等隐身技术领域的研究较 为广泛，但在可见光领域研究较少。因为真正意义上实现可 见光隐身，即在人眼视觉下实现目标隐身，具有相当大的技 术难度。然而，近年来世界各国研究人员根据光的反射、折 射等原理，在此方面开展了一系列的研究，成果显著。据报 道［18］，普度大学研究人员设计出一种新型的纳米金属针隐身 材料，它是将金属针置于锥形物体中，并设定特殊的长度和 角度，使光在斗篷周围游走，从而让锥形体内的物体“消失”， 这是因为物体表面的光不再反射造成的，该设计是第一种适 用于在可见光范围内遮盖任何大小物体的装置，通过微型金 属针改变锥形物体周围光的折射率，从而达到隐身效果。另 据报道［19］，加州大学伯克利分校研究人员设计出具有可变折 射率的超材料，材料以纳米多孔 SiO2 为衬底，上附 Si3N4 波 导，斗篷通过该材料改变光线的路径，从而达到隐身的目的。 烟幕伪装是可见光隐身的主要途径之一，它是指通过释 放烟雾用以遮蔽目标和欺骗、迷惑对方，干扰对方侦查，并进 行有效干扰。将纳米颗粒添加到发烟材料中，不仅可以实现 可见光隐身，同时兼具红外和雷达隐身效果，烟幕的综合隐 身性能得到提高。周遵宁等［20］ 在碳粉发烟剂中添加纳米 SiO2，研究了复合发烟剂的干扰性能和分散性，发现 SiO2 的 加入使碳粉发烟剂的红外遮蔽时间延长，其分散性明显改 善。鞠剑峰等［21］利用化学沉淀法制备了纳米 Fe3O4，并配置 了以 Fe3O4 为氧化剂的发烟剂，发现纳米 Fe3O4 粒子的添入 有利于增强发烟剂的红外消光特性和燃烧性能。 2. 2 纳米材料在红外隐身技术中的应用 红外隐身技术是利用隔热、传热材料及低发射率涂层， 改变目标的红外辐射特征，从而使目标特征信号减弱，降低 可探测性，使目标被红外探测设备观察到的概率及目标的可 识别概率降低。将纳米材料应用于纳米红外隐身涂层材料 中，可以明显增强目标的红外隐身性能。 研究发现，高介电常数的金属及半导体材料因其特殊的 微观结构、颗粒形貌、取向分布等特点，使其能够有效反射电 磁波，是最主要的低发射率材料。Larciprete 等［22］将 Ag 纳米 线混合制备成具有频率选择性质的低发射率涂层，发现当 Ag 含量较高时，涂层在红外波段具有低发射率( 吸收率＜ 15%) ; 当 Ag 含量较低时，在 5 ～ 8 μm 波段范围内形成宽带的吸收 峰( 吸收率＞30%) 。周钰明等［23］对纳米粒子介孔碳-金属纳 米复合材料进行包覆改性，发现在 ZnO 纳米棒表面化学沉积 Ag 后，材料的红外发射率由原来的 0. 964 下 降 到 0. 655。 Chen 等［24］采用溶胶-凝胶法制备了非晶态和结晶态两种相 结构的 SiO2 /Al2O3 纳米复合粉体，研究了 SiO2 /Al2O3 的红外 隐身性能，发现两种相结构的 SiO2 /Al2O3 均呈不规则颗粒 状，其中结晶态的平均晶粒尺寸约为 18 nm，且在 2. 5 ～ 25 μm 波长范围内的红外发射率低于非晶态复合粉体，3 ～ 5 μm 内 发射 率 平 均 值 为 45. 65%，8 ～ 14 μm 内发射率平均值为 46. 19%，表明所制备的 SiO2 /Al2O3 纳米复合粉体是一种具 有低发射率的红外隐身复合纳米材料。周建华［25］将异丙醇 铝和钛酸丁酯作为金属源，分别制备了二维六方结构的 CAl2O3 和 C-TiO2 介孔复合材料，发现 Al2O3 和 TiO2 的加入均 有利于降低介孔碳 C-700 材料的红外发射率，使得红外探测 器的反射信号减弱，起到隐身作用。贾瑛等［26］在涤纶织物表 面利用化学镀的方法镀上 Ni-Fe-Co-P /TiO2 复合镀层，测试 了 Ni-Fe-Co-P /TiO2 纳米微粒复合镀层的红外发射率，结果 表明，与涤纶织物本身红外发射率( 0. 906) 相比，复合镀层的 红外发射率仅为 0. 333，表明该镀层具有良好的红外隐身性 能。 ZnO 为宽禁带半导体，具有质量轻、热稳定性好、吸波能 力强等优点。岳春晓等［27］ 利用溶胶-凝胶法制备了 Al 掺杂 ZnO 纳米粉体( ZAO) ，并对 ZAO 的红外吸收性能进行了研 究，发现随着掺杂 Al 离子浓度的增加，材料的红外吸收边发 生蓝移，可通过改变 ZAO 载流子浓度，增强红外波段的反射 率，降低红外发射率，从而制备出具有低发射率的红外隐身 材料。张琳萍等［28-30］对改性 ZnO 纳米颗粒的红外吸收性能 进行了一系统研究，发现涂覆 Al、La 共掺杂 ZnO 涂料的棉织 物涂层表现出良好的红外隐身性能，在 8 ～ 14 μm 波长范围 内纳米涂层织物的红外发射率降低，这是因为 Al 和 La 的引 入有利于提供更多的自由电子，从而改善红外光子的散射 性。 纳米氧化铟锡( ITO) 是一种具有纳米材料和掺杂半导体 材料双重特性的新材料，在红外区具有较高的反射率［31］。 Jiang 等［32］采用液相化学共沉淀法制备了 ITO，研究了 ITO 涂 层的红外特性，发现当 pH 值为 7. 5 ～ 8. 0、铟盐浓度为 0. 1 mol /L，共沉淀剂为 25%氨水，煅烧温度为 800 ℃ 时，所制备 的球形 ITO 具有良好的分散性，颗粒均匀，平均粒径约为 40 nm，且 In2O3 为立方单相结构，并在 714 ～ 3 333 cm－1 波长范围 内的红外光透过率低于 5%，是一种优良的红外吸收材料。 李天禄等［33］以纳米 ITO 与掺杂聚苯胺为颜料，环氧树脂为黏 合剂，采用原位聚合法制备了红外隐身涂料，探讨了制备工 艺、黏接性能、光学性能等条件对涂料性能影响，发现该涂料 具有良好的力学性能和黏结性，以及良好的耐盐、耐酸、耐碱 等特点，且具有优异的红外性能，涂料的平均温度从 90 ℃ 降 低到 28 ℃，最高温度从 93 ℃降低到 37 ℃，红外发射率最低 约为 0. 4。 2. 3 纳米材料在雷达隐身技术中的应用 雷达隐身技术主要包括外形技术、材料吸波技术、有源 干扰技术等。目前，材料吸波技术是该领域的重要研究方向 之一。雷达吸波材料是指通过对入射的电磁波吸收衰减，将 电磁能转换成热能而消耗掉，或干涉电磁波使其消失的一类 功能型复合材料，主要包括电阻型、电介质型、磁介质型吸波 材料等。纳米雷达吸波材料是雷达吸波材料中的重点研究 方向［34］。 电阻型吸波材料主要通过介质间的极化作用吸收或者 衰减电磁波，将电磁波的能量转换为其他形式，从而达到雷 达隐身的效果。常见的电阻型吸波材料包括石墨、碳纤维、 导电炭黑、碳化硅等。据报道［35-36］，世界各国新型战机所采 用的隐身材料中均包含纳米材料。美国研制的石墨/环氧树 纳米材料在隐身技术中的应用研究进展/刘欣伟等 · 531 ·
136 材料导报 2017年11月第31春专辑30 正等制备了纳米F1S0,核壳复合粒子，其粒径和厚度分 温环境下具有良好的韧性 别为30 70 范内发理厚度为 分别研究了纳米 的 层吸波涂 发现 子的电磁参数明显 得到有效 后 米粉与 合，制备出复合吸波涂层发理当涂度 在17.2GH处达 层在8-18GHz范围内的反射率低于 -10B.碳纳米 子复合微米吸波粉体方法制备雷达隐身吸波涂层，分别 (CNT因其自身独特的结构与介电性能，使其具有较强的 用纳米SC、铁酸镍结和金属结复合微米基铁粉和结粉 宽带微波吸收能力，同时兼具质量轻、环境适应性强等特点 层的雷达波反射率进行测试，结果表明，选用钠米复合方式 是 种优良的微波吸收材料。曾国助等[研究发现 制成的雷达歌波涂层，有利于拓宽吸波带宽或降低峰值反射 CNTs与聚酯组成的复合材料对8-40GHz的电磁波具有 表，其中用纳米结复合振基铁粉涂层最为明显，在2-18GH 好的吸收特性，吸收峰随着匹配厚度的增加向低段移动 范围内，涂层反射率小于-5B,带宽从11.6GH 增加至 陈兆晨等“ 制备 CNT/SiC/环氧树脂复合材料，当SiC拟 13.2GHz,纳米复合后的反射率频率曲线明显向低 粒填充量为6 质量分数) ,复合材料在6.3 36G 动，有利于提高涂层的低频吸波性能，用钠米铁酸镍结复合 频率范围内对电 磁波反射率低 10dB,有效带宽达到7.04 峰值吸被性能有明显改善 度有囊光隐身技术中的 用 .e 隐身涂层，在50M-50G出范围内 作为激光器的主要工作波段，也是激 特性的功能型复合吸波材科，能够弥补铁氧体密度大、高 性不已，R等 采用水热法制备了石墨烯与 激光隐身材料是指吸收激光信号，从而降低激光反射 F,0,复合吸波材料，通过表征发现磁性纳米材料y,0, 还可以通过改变发射激光的频率.造成回波倍马离，是 整齐地排列在石墨烯的表面；当厚度为2m时，复合材料的 光隐身技术的重要手段之 钠米材料因其透过率高、非虬 最小的反射率低于-15.2B:当厚度为4.92 m时，反射 性特征，比表而积大等特点，使共具有很好的激光吸收特性 能达到-64.1B 等通过还原氧化反应在还原氧化石 逐渐成为激光隐身材料中的研究热片 墨烯表面生长 大量 ,发现Fe”增强了还 土材料因存在丰富的能级，可表现出不同的光谱号 氧化石墨稀表面的电极 特性，使得 GHz内 n厚石 性 且在近红外 光范围内具有很强的吸收 能 墨烯复合物的反射 0dB增加到了-2 B 备 2h后，所 粉体 1.05-1.15 内具有良好的光吸收特性，在1.0们山附近反射率达到最 的纳米材料包括 Ni(OH 值，的为0.41%，在1.06 处的反射率为0.6%。 张前 F00H粉末，将它们掺入到聚氨涂科或环氧涂料中，能 等[网采用相法制得了SmF0.粉体，试子Sm-0. 涂料在1-18Gz的宽范围内反射率都在-15dB以下，目 ,06um处的反射率，发现当煅烧温度在1250℃时，所制得 吸收峰值也到了 利用理论模证实 的Sm下0，粉体在1.06um处的反射率为0.31 张栓革 纳米铁磁吸波材料具有比普通粒子更好的吸波特性。 等别采用湿化学法制备了稀土元素E杂的Y,O纳米书 等 通过纳米树突结构的FO制备了具有相同结构的 料，讨了杂元素、穆杂浓度等因素对材料光语性能的目 yfe,O1Fe,O,以及Fe,并对材料进 电磁特性和微波吸 响，发现通过控制穆杂元素的种类和携杂量可以实现对材料 性能测试，结果表明所制备的材料均属 典型的铁体，】 性能的轻，实验结果表明 ,该材料对1.06光 通过介电损耗特性吸收电磁波.yFe0和Fe 过 好的吸收性能，其反射系刻 最小接近0.1 王春列 预耗来 吸收电 r且、 有优异的 可用 别制 条 红外 复合材 电 见 明显的改进，其最大反射损耗随若MWCT,体积分数的增加 的马为 而显增加 坐导体材料具有特疾的光、电、磁特性，其岛子被长取 纳米粒子复合微米吸波粉体具有高效的吸波性能。 决于它的载流子浓度，通过挎杂控制其流子浓度，从而 1994-2018 China Academic Joural Electronic Publishing House. All rights reserved http://www.cnki.ne
脂复合材料( 超黑粉) ，对雷达波的吸收率达到 99%，且在低 温环境下具有良好的韧性。焦桓等［37］ 分别研究了纳米 Si / C /N 粉体的吸波性能，发现厚度为 2. 7 mm 的单层吸波涂层 在 8 ～ 15 GHz 范围内的微波反射率和厚度为 2. 8 mm 的双层 吸波涂层在 8～18 GHz 的范围内微波反射率均小于－5 dB，且峰 值反射率达到－40. 5 dB。Liu 等［38］将金刚石纳米粉与石蜡复 合，制备出复合吸波涂层，发现当涂层厚度为 6 mm 时，该涂 层在 8～ 18 GHz 范围内的反射率低于 － 10 dB。碳 纳 米 管 ( CNTs) 因其自身独特的结构与介电性能，使其具有较强的 宽带微波吸收能力，同时兼具质量轻、环境适应性强等特点， 是一种 优 良 的 微 波 吸 收 材 料［39］。曾 国勋等［40］ 研 究发现 CNTs 与聚酯组成的复合材料对 8 ～ 40 GHz 的电磁波具有较 好的吸收特性，吸收峰随着匹配厚度的增加向低频段移动。 陈兆晨等［41］制备了 CNTs/ SiC /环氧树脂复合材料，当 SiC 颗 粒填充量为 6%( 质量分数) 时，复合材料在 6. 32 ～ 13. 36 GHz 频率范围内对电磁波反射率低于－10 dB，有效带宽达到 7. 04 GHz，最大反射率衰减为－27. 3 dB。 电介质型吸波材料主要通过介电损耗和极化弛豫损耗 来吸收电磁波，如石墨烯、氮化硅和氮化铁等。法国研究人 员将 Co、Ni 合金和 SiC 纳米颗粒作为填充材料所制备的宽频 隐身涂层，在 50 MHz ～ 50 GHz 范围内对电磁波具有良好的吸 收性能。将石墨烯与铁氧体复合制备成具有多种电磁损耗 特性的功能型复合吸波材料，能够弥补铁氧体密度大、高温 特性差等不足。Ｒen 等［42］ 采用水热法制备了石墨烯与 γ- Fe2O3 复合吸波材料，通过表征发现磁性纳米材料 γ-Fe2O3 整齐地排列在石墨烯的表面; 当厚度为 2 mm 时，复合材料的 最小的反射率低于－15. 2 dB; 当厚度为 4. 92 mm 时，反射率 能达到－64. 1 dB。Ma 等［43］通过还原氧化反应在还原氧化石 墨烯表面生长了大量 Fe3O4 纳米颗粒，发现 Fe2+ 增强了还原 氧化石墨烯表面的电极化特性，使得 2 ～ 18 GHz内 2 mm 厚石 墨烯复合物的反射率最大值从－10 dB 增加到了－23 dB。 磁介质型吸波材料主要通过磁滞损耗来吸收和衰减电 磁波磁介质型吸波剂，主要有铁氧体、超细金属粉等。铁氧 体是一种既具有磁性又具有一定介电性能的材料，吸波性能 优越。曹莹等［44］研究了纳米雷达波吸收涂料，效果更好，所 用到的纳米材料包括 β-Ni ( OH) 2、β-Ni ( OH) 2-Co 和 β- FeOOH 粉末，将它们掺入到聚氨酯涂料或环氧涂料中，能使 涂料在 1 ～ 18 GHz 的宽频范围内反射率都在－15 dB 以下，且 吸收峰值也达到了－ 40 dB。Bregar［45］ 利用理论模型证实了 纳米铁磁吸波材料具有比普通粒子更好的吸波特性。Sun 等［46］通过纳米树突结构的 α-Fe2O3 制备了具有相同结构的 γ-Fe2O3、Fe3O4 以及 Fe，并对材料进行电磁特性和微波吸收 性能测试，结果表明所制备的材料均属于典型的铁磁体，Fe 通过介电损耗特性吸收电磁波，γ-Fe2O3 和 Fe3O4 通过介电 损耗和磁损耗来吸收电磁波，并且 3 种材料均具有优异的微 波吸收 能 力。Ghasemi 等［47］ 研究了多壁碳纳米管 ( MWCNTs) /掺杂钡铁氧体纳米复合材料的电磁性能，发现与纯净 的 MWCNTs 和掺杂钡铁氧体相比，复合材料的吸波性能有了 明显的改进，其最大反射损耗随着 MWCNTs 体积分数的增加 而显著增加。 纳米粒子复合微米吸波粉体具有高效的吸波性能。邹 正等［48］制备了纳米 Fe / SiO2 核壳复合粒子，其粒径和厚度分 别为 30 ～ 70 nm 与 10 ～ 30 nm，壳层 SiO2 均匀包裹于纳米 Fe 上，发现经 SiO2 包覆改性后，纳米 Fe 粒子的电磁参数明显降 低，阻抗匹配程度得到有效提高。当含纳米 Fe / SiO2 核壳复 合粒子质量分数为 55%的吸波样品厚度为 4. 5 mm 时，在 16. 4 ～ 18. 0 GHz 频率范围内反射损耗小于－10 dB，微波吸收 在 17. 2 GHz 处达到最小值－39. 0 dB。王智慧等［49］采用纳米 粒子复合微米吸波粉体方法制备雷达隐身吸波涂层，分别选 用纳米 SiC、铁酸镍钴和金属钴复合微米羰基铁粉和钴粉涂 层的雷达波反射率进行测试，结果表明，选用纳米复合方式 制成的雷达吸波涂层，有利于拓宽吸波带宽或降低峰值反射 率，其中用纳米钴复合羰基铁粉涂层最为明显，在 2 ～ 18 GHz 范围内，涂层反射率小于－ 5 dB，带宽从 11. 6 GHz 增加至 13. 2 GHz，纳米复合后的反射率-频率曲线明显向低频方向移 动，有利于提高涂层的低频吸波性能，用纳米铁酸镍钴复合 羰基铁粉制备的雷达吸波涂层，峰值吸波性能有明显改善， 峰值反射率比羰基铁粉涂层降低 3. 25 dB。 2. 4 纳米材料在激光隐身技术中的应用 激光隐身是针对 0. 93 μm、1. 06 μm、1. 54 μm、10. 6 μm 等 波长处激光的隐身，即通常所指的近红外和中红外波段。目 前，常用激光探测器的探测频率主要在 1. 06 μm 和 10. 6 μm 两个波段，其中 1. 06 μm 作为激光器的主要工作波段，也是激 光隐身研究的重点［50-51］。 激光隐身材料是指吸收激光信号，从而降低激光反射， 还可以通过改变发射激光的频率，造成回波信号偏离，是激 光隐身技术的重要手段之一。纳米材料因其透过率高、非线 性特征、比表面积大等特点，使其具有很好的激光吸收特性， 逐渐成为激光隐身材料中的研究热点［52-53］。 稀土材料因存在丰富的能级，可表现出不同的光谱特 性，且在近红外光范围内具有很强的吸收性，利用稀土能级 的跃迁可以实现对 1. 06 μm 激光的隐身效果［54］。何伟等［55］ 利用溶胶-凝胶法制备出纳米 SmBO3 粉体，考察了煅烧条件 等因素对材料光吸收性能的影响，发现前驱体在 750 ℃ 下煅 烧 2 h 后，所制备的纳米 SmBO3 粉体在 1. 05 ～ 1. 15 μm 范围 内具有良好的光吸收特性，在 1. 07 μm 附近反射率达到最低 值，约为 0. 41%，在 1. 06 μm 处的反射率约为 0. 6%。张静 等［56］采用固相法 制 得 了 SmFeO3 粉 体，测试了 SmFeO3 在 1. 06 μm 处的反射率，发现当煅烧温度在 1 250 ℃ 时，所制得 的 SmFeO3 粉体在 1. 06 μm 处的反射率为 0. 31%。张拴勤 等［57］采用湿化学法制备了稀土元素 Er 掺杂的 Y2O3 纳米材 料，探讨了掺杂元素、掺杂浓度等因素对材料光谱性能的影 响，发现通过控制掺杂元素的种类和掺杂量可以实现对材料 光谱性能的调控，实验结果表明，该材料对 1. 06 μm 激光具 有较好 的 吸 收 性 能，其反射系数最小接近 0. 1。王 春 秀 等［58-59］利用硬脂酸凝胶法分别制备了 La2O3 和 CeO2 纳米 晶，研究了不同热处理温度条件下的材料红外吸收特性，发 现 La2O3 和 CeO2 的吸收峰均发生宽化，并发生红移，且在 1 000 ～ 1 700 nm 之间具有较好的吸收性，可以用作激光隐身 涂料的吸收剂。 半导体材料具有特殊的光、电、磁特性，其等离子波长取 决于它的载流子浓度，通过掺杂控制其载流子浓度，从而使 · 631 · 材料导报 2017 年 11 月第 31 卷专辑 30
纳米村料在隐身技术中的应用研究进展/刘欣伟等 ·137. 其在L06m附近产生摆吸收。2等四采用共沉 了静电纺丝溶液，将PU,PVDF和PU/PVDF混纺丝置于多孔 法，以 了不同指杂量 泡沫板表面：制成纳米 化锡镜 纳果纤维毡专 的品粒尺寸被小，与未挎茶AT0相比.S挎AT0粉末在 形等制备了纳米碳纤维/保氢酯酸亚陶复合礼 106 激光长处的反时明低于去AT的反 ，且反射值呈先减小后增大的趋势，当S杂量为20 为四出流消拉品尚装 时.A0在106m淄米法长处的反射率低干0.02好.且有 在微穿引板事声体表面采用单障纳米管对其进行修饰研 最佳激光隐身性能。刘香翠等盈测试了钠米TN烟幕对 究了复合吸声体的吸声效果，发现在低類范图内，经过单壁 1.06m和10.6m两种波长强光以及红外干状性能的餐形 碳纳米管修饰后的复合吸声体的吸声效果显著增强，吸声系 响，发现钠米TN烟幕对激光，红外辐射具有良好的干扰效 数提高39.6%，这是由单壁碳钠米管与微穿孔板界面的壁规 果，同时具有良好的烟幕消光性能，因此可作为新型烟幕材 根动作用造成的 料。 2.6 纳米材料在多波段隐身技术中的应用 优良的吸收特性 ,并考黎了其吸波性能 被段的隐身技才 及材料已经不能满足武墨装 0.6 标对 别为12791m21g, 1的」 扰作用。民说 长 TNO,发现ANO薄隙不仅在8-14m波段范围内具有 机城共湿法制各了IWTs/PN。复合涂料，经激光反射索测 低红外发射奉，而且实现了其物理若色，使薄膜兼具红外与 试分析表明，涂层在1.06山m波长处有低反射案，这是由 可见光隐身功能 WT:的湿吸收效应和涂层表面结构共同作用产生的效 幸永将箜将A1惨杂70ZA0)何合干SmB0,表面 果。 获得ZAO/SmBO,纳米复合粒子，探讨了颗粒尺寸、SmB0,添 2.5纳米材料在声波隐身技术中的应用 加量等因素对ZA0/SmBO,光学性能的影响，研究表明，当 声波隐身技术是通过调节目标的声波辐射特性，减少目 mBO,和nO的物质的量比为1 2,SmB0,颗粒尺寸为9 标的噪声，从而诚小被 m时.ZA0/S m0复合材料的被光反射为0.33，红 的隐身技术中 其中，以纳米材料 为填料制 发射率为Q.68,表明复合材料具有良好的激光和红外隐身兼 合物复合材 陈娇等”利用 沉淀法制名 . 光反射率，结果明 /C,0,复合材料具有中低红外细 文庆珍等利用超声分散法制备了纳 奉，其红外辐射奉为0.66且在1.06 处的激光反射边 到0.41%，说明该材料具有良好的激光吸收性能同时，其自 明与p材比有的半C0的C0pT 身绿色莱备可见光隐身效果」 材料的吸声性能明显增强，尤其是在低频段表现得更为突 第制客了FcN,/纳米细化钢锡纳米复合涂层F 出，这是因为钠米粒子间的激烈运动，导致内摩擦力增加，声 Ni/TO).发现当涂层厚度为1mm时，FeNi/T0在2 波的能量在界面处耗散，从而产生吸声效应 18GHz范围内的反射率为-12dB左右.红外发射率最低 Z0作为最具代表性的填料粒子，不仅其界而摩擦可以 为0.8. 产生声能消耗，还可增大材料的自由体积，使声能消耗增 采用水热法制条 了大规模的Sn0:Zm0纳米 70品须具有单品体微纤结构，当单纤尖端部分的电 构，并研究了层状Sn0,Zn0纳米结构的吸波性甜 和红外发 从而使能量更容易吸收 射素特性，结果表明，这种层状纳米结构显示出比S 7m0品须(T-n0w)有利于改 氧化 米复合 给PU主链， 能量传递给柔性链 有助 将纳米纤维制成纳米纤维钻或纳米纤维薄膜，与纺织举 的吸声材料进行复合，从而起到增强材料吸声性能的效果， 3结语与展望 邹亚玲等采用二甲基甲酰胺(DM)/丙酮混合溶剂制备 纳米材料因独特的光、电、磁等性质，具有质量轻、厚度 199-18 China Academic Joumal Electronie Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
其在 1. 06 μm 附近产生强吸收［60］。Zhang 等［61］采用共沉淀 法，以 SnCl4·5H2O 和 SbCl3 为原料，制备了不同 Sb 掺杂量 的纳米氧化锡锑( ATO) ，研究了 Sb 掺杂量对 ATO 晶相结构、 晶粒尺寸和激光反射性能的影响，发现 ATO 为四方相金红石 结构，粒径尺寸约为几十纳米; 随着 Sb 掺杂量的增加，ATO 的晶粒尺寸减小，与未掺杂 ATO 相比，Sb 掺杂 ATO 粉末在 1. 06 μm 激光波长处的反射率明显低于未掺杂 ATO 的反射 率，且反射率值呈先减小后增大的趋势，当 Sb 掺杂量为 20% 时，ATO 在 1. 06 μm 激光波长处的反射率低于 0. 02%，具有 最佳激光隐身性能。刘香翠等［62］ 测试了纳米 TiN 烟幕对 1. 06 μm 和 10. 6 μm 两种波长激光以及红外干扰性能的影 响，发现纳米 TiN 烟幕对激光、红外辐射具有良好的干扰效 果，同时具有良好的烟幕消光性能，因此可作为新型烟幕材 料。 碳系纳米材料对激光具有优良的吸收特性。王 红 霞 等［63］将纳米石墨作为烟幕干扰材料，并考察了其吸波性能， 测试了不同石墨添加量的烟幕材料对 1. 06 μm 和 10. 6 μm 两种波长激光透过率，发现在两个波长处的平均质量消光系 数分别为 1. 279 1 m2 /g、1. 025 2 m2 /g，说明纳米石墨对激光 具有 明 显 的 干 扰 作 用。谭 伟 民 等［64］ 以多壁碳纳米管 ( MWNTs) 为填料，互穿聚合物网络( IPNs) 为成膜物质，采用 机械共混法制备了 MWNTs/ IPNs 复合涂料，经激光反射率测 试分析表明，涂层在 1. 06 μm 波长处具有低反射率，这是由 MWNTs 的强吸收效应和涂层表面结构共同作用产生的效 果。 2. 5 纳米材料在声波隐身技术中的应用 声波隐身技术是通过调节目标的声波辐射特性，减少目 标的噪声，从而减小被声波探测设备发现的概率，在舰艇、船 舶的隐身技术中广泛应用。其中，以纳米材料作为填料制备 成的吸声阻尼聚合物复合材料是声波隐身材料中的重要研 究方向。国内外研究人员验证了大多数纳米粒子及层状纳 米材料作为填料加入到聚合物中，能有效提高材料的吸声性 能［65-67］。 文庆珍等［68］利用超声分散法制备了纳米氧化钴/聚氨酯 ( CoO /PU) 复合材料，并测试了复合材料的吸声性能，研究表 明，与纯 PU 材料相比，含有 5%的纳米 CoO 的 CoO /PU 复合 材料的吸声性能明显增强，尤其是在低频段表现得更为突 出，这是因为纳米粒子间的激烈运动，导致内摩擦力增加，声 波的能量在界面处耗散，从而产生吸声效应。 ZnO 作为最具代表性的填料粒子，不仅其界面摩擦可以 产生声能消耗，还可增大材料的自由体积，使声能消耗增 加［69］。ZnO 晶须具有单晶体微纤结构，当单纤尖端部分的电 荷聚集后，会形成较大的偶极矩，从而使能量更容易被吸收。 研究发现［70-71］，四角针状 ZnO 晶须( T-ZnOw) 有利于改善 PU 的分散性和界面性质，且 T-ZnOw 作为刚性粒子，更容易在体 系中吸收声波，不仅可以通过振动、摩擦等方式将能量传递 给 PU 主链，还能将能量传递给柔性链，有助于吸声性能的增 强。 将纳米纤维制成纳米纤维毡或纳米纤维薄膜，与纺织类 的吸声材料进行复合，从而起到增强材料吸声性能的效果。 邹亚玲等［72］采用二甲基甲酰胺( DMF) /丙酮混合溶剂制备 了静电纺丝溶液，将 PU、PVDF 和 PU /PVDF 混纺丝置于多孔 泡沫板表面，制成纳米纤维毡复合材料，并对其形貌进行了 表征，测试了其吸声性能，发现在中低频区域，纳米纤维毡复 合材料具有较好的吸声效果。 翟彤等［73］制备了纳米碳纤维/聚( 氨酯-酰亚胺) 复合泡 沫材料，并对材料的吸声性能进行了测试，发现当频率范围 为 125 ～ 4 000 Hz 时，添加碳纳米纤维后样品的吸声性能得到 了提高，其平均吸声系数从 0. 28 上升到 0. 36。钱玉洁等［74］ 在微穿孔板吸声体表面采用单壁碳纳米管对其进行修饰，研 究了复合吸声体的吸声效果，发现在低频范围内，经过单壁 碳纳米管修饰后的复合吸声体的吸声效果显著增强，吸声系 数提高 39. 6%，这是由单壁碳纳米管与微穿孔板界面的摩擦 振动作用造成的。 2. 6 纳米材料在多波段隐身技术中的应用 随着探测手段的日益多样化、高精化侦察与监视系统的 迅速发展，单一波段的隐身技术及材料已经不能满足武器装 备、战场设施及重要经济目标对抗全方位、全天候攻击及平、 战时伪装防护的需求。因此，必须研制出兼容性好的多波段 隐身材料以适应信息化为主导的现代化战争。 郝雷等［75］利用多弧离子镀制备了 Al /N-TiO2 薄膜( Al / TiNO) ，发现 Al /TiNO 薄膜不仅在 8 ～ 14 μm 波段范围内具有 低红外发射率，而且实现了其物理着色，使薄膜兼具红外与 可见光隐身功能。 李永梅等［76］将 Al 掺杂 ZnO( ZAO) 复合于 SmBO3 表面， 获得 ZAO / SmBO3 纳米复合粒子，探讨了颗粒尺寸、SmBO3 添 加量等因素对 ZAO / SmBO3 光学性能的影响，研究表明，当 SmBO3 和 ZnO 的物质的量比为 1 ∶ 2，SmBO3 颗粒尺寸为 97 nm 时，ZAO / SmBO3 复合材料的激光反射率为 0. 33%，红外 发射率为 0. 68，表明复合材料具有良好的激光和红外隐身兼 容效果。 陈娇等［77］利用共沉淀法制备了 Al /Cr2O3 纳米复合材 料，测试了 Al /Cr2O3 的红外辐射率及在 1. 06 μm 波长处的激 光反射率，结果表明，Al /Cr2O3 复合材料具有中低红外辐射 率，其红外辐射率为 0. 66，且在 1. 06 μm 处的激光反射率达 到 0. 41%，说明该材料具有良好的激光吸收性能，同时，其自 身绿色兼备可见光隐身效果。 Fu 等［78］制备了 FeNi3 /纳米氧化铟锡纳米复合涂层( FeNi3 / ITO) ，发 现当涂 层 厚 度 为 1 mm 时，FeNi3 / ITO 在 2 ～ 18 GHz范围内的反射率为 － 12 dB 左 右，红外发射率最低 为 0. 8。 Zhang［79］采用水热法制备了大规模的 SnO2 /ZnO 纳米结 构，并研究了层状 SnO2 /ZnO 纳米结构的吸波性能和红外发 射率特性，结果表明，这种层状纳米结构显示出比 SnO2 和 ZnO 更强的雷达和红外兼容隐身性能。周建华［25］采用嵌入 气腔法和分块设计法，制备了介孔碳/金属( 金属氧化物) 纳 米复合 材 料，发现复合材料能有效衰减雷达波，且 在 8 ～ 14 μm波长范围内的红外发射率较低，这是因为其丰富的多 孔结构和阻抗匹配能力共同作用的结果。 3 结语与展望 纳米材料因独特的光、电、磁等性质，具有质量轻、厚度 纳米材料在隐身技术中的应用研究进展/刘欣伟等 · 731 ·
·138· 材科导报 2017年11月第31卷专样30 薄、发射率低、兼容性良好等特点，在隐身技术领域具有广 18范夕萍，建芝.郭瑞。国外可呢光隐身材料的研究现状及最新进 的应用景 今后，纳米材料在隐身技术中的研究发展方 向，主要集中在以下几个方面 19评温.关科学家用纳米材料制造出“隐身斗室功能材料信 开发出过政 2.2093:62 通过 展钠米材料微观 收性能及隐 一步探讨纳 ,为 21剑峰，徐铭，李波.纳米F©0的制各及其对发剂性能的形响 U]含能材料2 5,135 (3通过与智能材料超材料等新型隐身材料优化组合 U]J App 1p2012.1i2g1.242 获得复合材料的最佳隐身效果，进而研发更为轻便，高效的 23 Ye X Y.Zhou Y M.Chen J.et al.Co ting of Zoo ds with 隐身复合材料. plating pr [J].Mm.Lc.200 参考文献 24 Chen K 1.Zharz Z.Jia Y F.Pr nfrared stealth posite powders with lom seivity [J].Chin J Eng 1金伟，路这，同武勤，等可见光隐身技术的现状与研究动态)].飞航 2付作红外2身原理及共应用技术.红外与藏光工程，02.3 因建华，介孔碳属纳米复合材料的制备及需达/红外隐身特性 [D].南京：南京航空航天大学，2010 26 3 刘献明。付绍云，张以河.家。需达隐身复合材料的研究进展].材料 冯程.张涤轮织物化学复合中T0,纳米缘位的 4品会利张其土.激光隐身技术的现状和发展趋势U.材料导 27岳春，姚兰芳，汪国庆，等，乙0钠米粉体的制冬及其在红外隐身 的应用研究0材料报，2008,225)：139 报.2007.25316 刘基于奇异介质的声被超散射体与新型隐身衣的设计与研究 Zh1K-SIMZhD 1.2014.1046:111 29 ,等.纳米Zn (A山，La棉织物红外隐身整野 erial for infrared.I I doping-tru 7,85(9:6 张徐红钟等陶共携杂的氧化锌红外隐身涂料在帐 .207.431:9. 逢织物上 31 发复合 制备与性能研究 Oi D.Wang X.Cheng Y Z.ct al. 1上.左 32 Y 0.Tanz X Z.Wanz I H.ct al.Pr risties analysis of ITo nano composite eoating [].Chem Bioeng.2007 Wan-K Z.WaneC X Yin Y al Mo on of Al gfJ】.JAl 2017 ÷74 ITo and polva [C]//The 九红 206.30(4 6 11 Wang Z.Z Y.Yan O.ct al. 06,92):29 EM] 研究U].无机材料学报 TiO:/Si0:muhilay- 13):59 38 Liu L.D.Duan Y P.Ma L X.et alM [1Ad3fs.2010.53-42 2014.1274 :163 ,周万城罗发，等。雷达波隐身技术及需达暇波材料所究进展 K. 纳米管/电介质双层吸波涂层衰减特性 [U]-J Appl Phys.2000.879):4362 分析1.材料工程.20095：49 15 Zhang H.Liu Z.Ma C ·等.碳化硅 粒拍充的碳纳米管/环树陶 42 Rep Y L.Zh C L.QiL H.et al 16张存瑞，李巧玲，李保东，等.铁氧体/高分子纳米复合材料的制备力 s []RSC Adv,2014 ,北京：国防工业出板社 Fr.0. 1994-2018 China Academic Joural Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
薄、发射率低、兼容性良好等特点，在隐身技术领域具有广阔 的应用前景。今后，纳米材料在隐身技术中的研究发展方 向，主要集中在以下几个方面。 ( 1) 通过改性进一步提高材料的宽频带吸波性能，进而 开发出多频带兼容性好的纳米隐身材料。 ( 2) 通过开展纳米材料微观表征研究，进一步探讨纳米 材料的电磁波吸收性能及隐身作用机理，为下一步新型隐身 材料的设计研发提供理论与技术支撑。 ( 3) 通过与智能材料、超材料等新型隐身材料优化组合， 获得复合材料的最佳隐身效果，进而研发更为轻便、高效的 隐身复合材料。 参考文献 1 金伟，路远，同武勤，等． 可见光隐身技术的现状与研究动态［J］．飞航 导弹，2007( 8) : 12． 2 付伟． 红外隐身原理及其应用技术［J］．红外与激光工程，2002，31 ( 1) : 88． 3 刘献明，付绍云，张以河，等． 雷达隐身复合材料的研究进展［J］．材料 导报，2004，18( 5) : 8． 4 张晶，李会利，张其土． 激光隐身技术的现状和发展趋势［J］．材料导 报，2007，21( 5) : 316． 5 刘斌． 基于奇异介质的声波超散射体与新型隐身衣的设计与研究 ［D］．上海: 复旦大学，2009． 6 Zhang J K，Shi J M，Zhao D P，et al． Ｒealization of compatible stealth material for infrared，laser and radar based on one-dimensional doping-structure photonic crystals［J］．Infrared Phys Technol，2017，85( 9) : 62． 7 Yu M，Liu J H，Li S M，et al． Study on electromagnetic property for microwave absorbing of nickel nanowires［J］．Acta Metall Sin，2007，43( 1) : 99． 8 Qi D，Wang X，Cheng Y Z，et al． Design and characterization of one-dimensional photonic crystals based on ZnS /Ge for infrared-visible compatible stealth applications［J］．Optical Mater，2016，62( 11) : 52． 9 Wang K Z，Wang C X，Yin Y J，et al． Modification of Al pigment with graphene for infrared /visual stealth compatible fabric coating［J］． J Alloys Compd，2017，690( 1) : 741． 10 钱九红． 纳米多波段隐身材料研究进展［J］．稀有金属，2006，30( 4) : 511． 11 Wang Z，Zhou Y，Yao Q，et a1． Preparation characterization and infrared emissivity study of helical polyurethane@ SiO2 core-shell composite［J］． Appl Suor Sci，2009，256( 5) : 1404． 12 Yang Y，Zhou Y，Ge J，et a1． Preparation，characterization and Infrared emissivity property of optically active polyurethane /TiO2 / SiO2 muhilayered microspheres［J］．J Solid State Chem，2011，184( 10) : 2617． 13 Miao D，Jiang S，Shang S，et al． Effect of heat treatment on infrared reflection property of Al-doped ZnO films［J］． Solar Energy Mater Solar Cells， 2014，127( 4) : 163． 14 Singh P，Babbar V K，Ｒazdan A，et al． Complex permittivity，permeability，and X-band microwave absorption of CaCoTi ferrite composites ［J］．J Appl Phys，2000，87( 9) : 4362． 15 Zhang H，Liu Z，Ma C，et al． Complex permittivity，permeability，and microwave absorption of Zn and Ti substituted barium ferrite by citrate solgel process［J］．Mater Sci Eng B，2002，96( 3) : 289． 16 张存瑞，李巧玲，李保东，等． 铁氧体/高分子纳米复合材料的制备方 法及展望［J］．合成技术及应用，2008，23( 2) : 31． 17 杨兆照． 军用目标伪装隐身技术概论［M］．北京: 国防工业出版社， 2014． 18 范夕萍，窦建芝，郭瑞萍． 国外可见光隐身材料的研究现状及最新进 展［J］．化工新型材料，2009，37( 5) : 9． 19 谭强． 美科学家用硅纳米材料制造出“隐身斗篷”［J］．功能材料信 息，2009( 3) : 62． 20 周遵宁，潘功配，关华，等． 纳米 SiO2 对复合碳粉发烟剂性能的影响 ［J］．含能材料，2004，12( 2) : 113． 21 鞠剑峰，徐铭，李澄波． 纳米 Fe3O4 的制备及其对发烟剂性能的影响 ［J］．含能材料，2005，13( 5) : 316． 22 Larciprete M C，Albertoni A，Belardini A，et al． Infrared properties of randomly oriented silver nanowires［J］．J Appl Phys，2012，112( 8) : 2342． 23 Ye X Y，Zhou Y M，Chen J，et al． Coating of ZnO nanorods with nanosized silver particles by electroless plating process［J］．Mater． Lett，2008， 62( 4-5) : 666． 24 Chen K J，Zhang Z，Jia Y F． Preparation and infrared stealth properties of SiO2 /Al2O3 nanocomposite powders with low emissivity［J］． Chin J Eng， 2016，( 9) ． 25 周建华． 介孔碳-金属纳米复合材料的制备及雷达/红外隐身特性 ［D］．南京: 南京航空航天大学，2010． 26 贾瑛，冯程，张颖． 涤纶织物化学复合镀 Ni-Fe-Co-P /TiO2 纳米微粒的 研究［J］．电镀与环保，2011，31( 6) : 29． 27 岳春晓，姚兰芳，汪国庆，等． ZAO 纳米粉体的制备及其在红外隐身 中的应用研究［J］．材料导报，2008，22( 5) : 139． 28 Mao Z P，Yu X L，Zhang L P，et al． Novel infrared stealth property of cotton fabrics coated with nano ZnO: ( Al，La) particles［J］．Particleso Vacuum，2014，104( 6) : 111． 29 王薇，张琳萍，余喜理，等． 纳米 ZnO ∶ ( Al，La) 棉织物红外隐身整理 液分散性能的研究［J］．印染助剂，2015，32( 8) : 15． 30 江文杰，张琳萍，徐红钟，等． 铝镧共掺杂的氧化锌红外隐身涂料在帐 篷织物上的应用［J］．应用化学，2016，33( 3) : 313． 31 李天禄． 纳米 ITO /聚苯胺复合型红外隐身涂料的制备与性能研究 ［D］．上海: 东华大学，2015． 32 Jiang Y Q，Tang X Z，Wang J H，et al． Preparation and infrared cha-racteristics analysis of ITO nano composite coating［J］．Chem Bioeng，2007． 24( 1) : 10． 33 Li T L，Chen S Y，Han J L，et al． Infrared stealth materials based on nano ITO and polyaniline nanocomposites［C］/ /The International Conference on Materials Science．Shanghai，2015． 34 阮颖铮． 雷达截面与隐身技术［M］．北京: 国防工业出版杜，1998． 35 张振英，王斌． 军用隐身涂料技术的研究进展［J］．现代涂料与涂装， 2006，9( 2) : 29． 36 刑丽英． 隐身材料［M］．北京: 化学工业出版社，2004． 37 焦桓，罗发． Si /C /N 纳米粉体的吸波特性研究［J］．无机材料学报， 2002，17( 3) : 595． 38 Liu L D，Duan Y P，Ma L X，et al． Microwave absorption properties of a wave-absorbing coating employing arbonyl-iron powder and carbon black ［J］．Appl Surf Sci，2010，257( 3) : 842． 39 徐剑盛，周万城，罗发，等． 雷达波隐身技术及雷达吸波材料研究进展 ［J］．材料导报: 综述篇，2014，28( 5) : 46． 40 曾国勋，张海燕，葛鹰，等． 碳纳米管/电介质双层吸波涂层衰减特性 分析［J］．材料工程，2009( 5) : 49． 41 陈兆晨，冯振宇，杨倩一，等． 碳化硅颗粒填充的碳纳米管/环氧树脂 复合材料的吸波性能［J］．功能材料与器件学报，2011，17( 3) : 258． 42 Ｒen Y L，Zhu C L，Qi L H，et al． Growth of γ-Fe2O3 nanosheet arrays on graphene for electromagnetic absorption applications［J］． ＲSC Adv，2014 ( 4) : 21510． 43 Ma E L，Li J J，Zhao N Q，et al． Preparation of reduced graphene oxide / Fe3O4 nanocomposite and its mircowave electromagnetic pro-perties［J］． · 831 · 材料导报 2017 年 11 月第 31 卷专辑 30
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