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创新性隐形技术吸波材料面世—Haydale功能化石墨烯导电增强填料

发布日期:2020-08-11 作者:大连义邦科技 浏览数:473
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每隔一段时间,就会有新的科学突破改变世界,据英国Haydale公司披露的一项信息中表示,目前Haydale公司研发的一种专利技术的功能化石墨烯导电增强填料,其利用将进行过导电增强的填料加入到被功能化的纳米粒子中,最终用于预浸料的制备,从而形成功能一体化的新型部件,Haydale的技术负责人表示此专利技术的功能化的石墨烯导电增强填料对于飞行器的隐身能力大大增强,或将带来隐形技术或吸波材料的研究过程中革命性的改变。

雷达隐身主要是降低飞机的雷达散射截面(即RCS)。其主要措施通常有:独特的气动外形设计,即通过特殊的形状设计控制雷达回波的方向; 采用能够吸收雷达波的吸波材料和吸波结构,使散射场减弱,从而无法形成有效的回波信号。 例如美国的F-117A隐身战斗机。 在隐身技术的研究过程中吸波材料和吸波结构成为了隐身技术研究的最大贡献点。

吸波材料从材料组成上也可分为两种,一种是涂覆型吸波材料,一种是结构型吸波隐身材料。

B2飞机蒙皮

涂覆型吸波材料是在树脂基或橡胶基中加入吸波剂而制成。这种吸波材料施工方面,可采用涂刷或喷涂方法施工,可适用复杂曲面形体,如吸波涂料/隐身涂料。 但这种涂覆型材料存在耐候性的问题,由于其附着在飞机表面,表面附着力随着使用年限和气候的变化而逐渐降低,甚至脱落。同时也面临着后续维护维修等问题。

结构型吸波材料通常以树脂/纤维增强复合材料为载体,加入吸收剂制成。是一种多功能复合材料,它既能承载作结构件,具备复合材料质轻、高强的优点,又能较好地吸收或透过电磁波,已成为当前隐身材料重要的发展方向。

中央兰开夏大学(UCLan)推出了一台名为Juno的石墨烯蒙皮无人机

目前国外的一些军机和导弹均采用了结构型吸波材料, 如SRAM导弹的水平安定面,A-12机身边缘、机翼前缘和升降副翼,F-111飞机整流罩,B-1B和美英联合研制的鹞-Ⅱ飞机的进气道,以及日本三菱重工研制的空舰弹ASM-1和地舰弹SSM-1的弹翼等均采用了结构型吸波,图中无人机为中央兰开夏大学与Haydale共同研发采用纳米石墨烯吸波碳纤维预浸料作为无人机的“外衣”。

复合材料的高速发展为结构吸波材料的研制提供了保障。新型热塑性PEEK、PES、PPS以及热固性的环氧树脂、双马来酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺和异氰酸酯等都具有比较好的介电性能,由它们制成的复合材料具有较好的雷达传输和透射性。近年来,国外对碳纤维作了大量改良工作,如改变碳纤维的横截面形状和大小,对碳纤维表面进行表面处理,从而改善碳纤维的电磁特性等,以用于吸波结构。

功能化纳米石墨烯导电树脂改性填料革命性的科技进步:

目前科学家们发现雷达在微波频率范围内工作,可被多壁纳米管(MWNT)吸收。将MWNT应用于飞机会导致雷达被吸收,因此具有较小的雷达横截面。根据科学界的论证将碳纳米管作为飞机的隐身技术,经发现,除了吸收雷达的特性外,纳米管既不反射也不散射可见光,使其在夜间基本上不可见,这很像目前将隐形飞机涂成黑色,只是效果更好。但目前的制造限制意味着纳米管涂层飞机的生产是不可能的,另外经过国内外的研究碳纳米其吸波性能受到本征结构的限制,难以实现宽频隐身效果,而石墨烯材料具有可调的分子结构和能带隙,具有很大的潜力。

Haydale研发的功能化石墨烯吸波隐身填料在几乎不增加重量的情况下,可用于复合材料与树脂相融合,赋予机体材料雷达传输和透射性,形成结构型吸波材料。

Haydale经过多年的研发,Haydale功能化石墨烯导电增强填料已申请了工艺专利,该工艺使石墨烯通过等离子体反应器使其功能化-即使其能够与其他材料结合,从而利用石墨烯和其他纳米材料的特性,使普通材料具有石墨烯的超能力。

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