軍用偽裝涂料

本文格式為Word版，下載可任意編輯——軍用偽裝涂料軍用偽裝涂料

1.偽裝涂料的定義、應用、原料

偽裝涂料的定義：用于隱蔽軍事設施、國防工事、軍工器件以及防止敵人對目標的偵查的涂料。

偽裝涂料的應用：軍政人員、軍用物資、軍事目標、普通兵器、觀瞄儀器等。偽裝涂料實現(xiàn)方式：在可見光、

紅外光、紫外光、雷達波等偵察條件下起到偽裝自己迷惑敵人。偽裝涂料的原料：基料、顏料和輔助材料組成。

基料：常用的有丁腈橡膠、氯丁橡膠，丁基橡膠，聚異丁烯，聚氯乙烯、聚氨酯等。

顏料：由MgO、FeO、Fe2O3、ZnO、等金屬氧化物構成的鐵磁性材料，煙黑，石墨、炭黑、鱗狀鋁粉等導電材料和毛發(fā)、畜毛陶瓷等、它是偽裝涂料組成中的核心部分；

輔助材料：采用輔助材料是為了提高和改善涂層的物理機械性能、施工性能、表面狀態(tài)等

2偽裝涂料的分類及簡介

偽裝涂料的分類：主要有防光學偽裝涂料、防熱紅外偽裝涂料和防雷達偽裝涂料等幾大類。

防光學偽裝涂料按用途分為防可見光和防近紅外、防近紫外偽裝涂料。前者用于偽裝以植被、巖石、土壤為背景的目標;后者除可用于前述目標外，還可用于偽裝以雪地為背景的目標。

防熱紅外偽裝涂料主要有：用熱導率低的聚苯乙烯、聚氨酯泡沫、硅酮橡膠等高熔點、高分子材料構成的絕熱涂層;由發(fā)射率低的丁基橡膠、聚乙烯、醋酸乙烯共聚物等粘合劑和高導率的鋁、鋅、黃銅等粉末配制的，可形成“熱圖迷彩〞的低輻射率涂料;為降低目標表面溫度而采用的太陽能高反射涂料;以及能隨目標溫度變化而產生輻射率逆反應的溫變型涂料等。

防雷達偽裝涂料亦稱電波吸收材料：主要是指能猛烈吸收電磁波的涂層，有吸收型、諧振型、干擾型和等離子體型。

諧振型涂層是在樹脂粘合劑中嵌人不規(guī)則排列的金屬纖維及填料構成。諧振型：對電磁波產生諧振而起偶極子的作用，從而吸收大量的電磁能?？刹捎脟娡?、涂刷或預制成片的方法覆蓋到飛機、火箭等目標上，來實現(xiàn)防雷達探測的目的。

干擾型：由交替疊置的電介質層和導電材料層組成。

吸波型：實質上是一種高分子復合涂料。它是以高分子溶液或乳液為基料，吸波劑和其它附加成分分散參與其中而制成。

3現(xiàn)代偽裝涂料的研究進展

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，目標與背景在光譜反射方面的區(qū)別是敵人發(fā)現(xiàn)、識別和分辯目標的根本條件。為了使目標達到降低顯著性或隱蔽的目的，必需設法減少或消除目標與背景之間在顏色上的區(qū)別，即必需在目標或對其觀測路徑上仿造或復制與背景有相像或一致外貌的顏色，因此軍事偽裝的基本任務可以歸結為對背景顏

色及圖案的復制。用涂料對重要的軍事目標進行偽裝可以大大降低目標在背景上的顯著性，而且其使用便利，應用范圍廣，是實現(xiàn)軍用迷彩偽裝的主要手段。針對不同的目標和不同的戰(zhàn)場狀況對偽裝涂料的要求也不盡一致，1974年美軍開始使用標準四色迷彩，80年代中期，聯(lián)邦德國用三色迷彩取代了四色迷彩，而目前瑞典在偽裝涂料的研制技術方面處于世界前沿水平。

1光學偽裝涂料與近紅外偽裝涂料

可見光是指肉眼可見的光線，其波長范圍為380~760nm。防可見光偵察的根本任務是消除目標與背景在顏色上的區(qū)別，即經過偽裝的目標的顏色要與背景顏色相一致。可見光偽裝對付的是敵方肉眼和光學儀器的觀測。造成目標和背景在光學波段（UV、VIS、INF）反射差異的因素比較多，主要有物體表面的光譜反射特性，物體表面的粗糙程度，表面的受照狀況，光源光譜的功率分布以及儀器感光元器件的響應特性。

可見光偽裝涂料的研制，關鍵是顏色的配制。配色除了參考經驗配方以外，主要是由試驗確定。顏料的反射特性因產地和生產批次的不同而有所差異，它們的色調、吸油值都不盡一致，故配色后涂料的顏色、光澤是有差異的。此外，配色時選用顏料，還要考慮對涂層環(huán)境性能的要求，例如配制綠漆時假使要求耐溫性好則應選用三氧化鉻為好。

以上配方研制的可見光偽裝涂料可使探測和識別目標的可能性降到最低，其紅外光譜曲線與葉綠素一致，用可見光或近紅外照相都不易發(fā)現(xiàn)偽裝后的目標。近紅外偽裝涂料要求其本身具有極低的紅外線吸收率，并在高溫條件下要保持性能穩(wěn)定。它不僅要模擬自然葉綠素的反射曲線，而且還要在近紅外區(qū)域具有高反射，從而使目標在涂覆了這種涂料后不管在近紅外還是全色照片中均難以識別，它研制的關鍵是顏料的選擇與協(xié)同。

2紅外偽裝涂料

紅外偵察是利用探測目標在一定溫度下所輻射出來的一定強度的紅外輻射來達到透露目標的目的。目前所用的紅外偵察器材多是被動系統(tǒng)，其紅外成像系統(tǒng)的溫度分辯率已經達到了0.1K，空間分辯率也很高。而紅外偽裝是利用背景溫度分布的多樣性來實現(xiàn)的，所以除了對目標溫度進行控制外，還要消除易于引起別的外形特征，使它具有背景中與之相近的物體的外形，同時，紅外偽裝不能降低原有的可見光近紅外偽裝效果。物體熱輻射強度M遵循下述規(guī)律：

M???T4?為斯-玻常數(shù)，?為材料的熱發(fā)射率。式中，T為被測目標表面溫度，

由上式可以看出，由于普通涂料的發(fā)射率都很高，所以盡管它們在可見光區(qū)顏色千差萬別，但在中遠紅外區(qū)卻都具有近似一致的高發(fā)射率，所以難以改變目標的

輻射亮度。而紅外偽裝的關鍵就在于目標能在不同區(qū)域利用輻射亮度的區(qū)別形成熱迷彩。涂層的發(fā)射率主要取決于所使用的粘結劑，尋常所用的樹脂如醇酸、酚醛、聚酯樹脂等在中遠紅外區(qū)的發(fā)射率都很高，因此紅外涂料研制的關鍵是尋覓低發(fā)射率，即吸收率小的樹脂。有資料報道，具有環(huán)狀結構的橡膠、丁基橡膠、聚乙烯和醋酸乙烯共聚物等紅外透明性能較佳，可以作為紅外涂料的膠粘劑［2］。瑞典巴拉居達公司用吹塑聚乙烯，加以低吸收顏料著色，在薄膜上用真空沉積法鍍上1層金屬膜制成紅外偽裝結構層。而發(fā)射率的控制則可通過涂層的厚度和顏料粒子的大小來控制。熱紅外涂料的另一途徑是利用新型半導體材料，其具有發(fā)射率隨溫度變化而呈反向變化的特性，將其參與到涂料中，通過調整發(fā)射率的變化從而消除或降低目標和背景之間的差異，這一技術途徑雖然實現(xiàn)起來有難度，但偽裝效果良好，很有發(fā)展前途。

假使有一種聚合物材料，它能吸收接近全譜的熱紅外輻射，而只在熱紅外大氣窗口以外的波段如2~3!m、5~8!m、大于14!m將吸收的能量釋放出來。則用這種材料偽裝的目標，熱紅外儀器就無法探測?；谶@種設想，我國211所設計了一種具有轉移波譜分布作用的聚鄰苯二甲酸乙二酯聚合物。這種聚合物特征吸收在9!m左右，而它的分子間鍵的彎曲振動的頻率在1500~1700cm-1左右，處于非大氣窗口波段。另外，這種聚合物有共軛的雙鍵苯環(huán)、電子云，使得波譜轉移成為可能。經試驗，用該聚合物制成的涂料涂在布上與不涂涂料的布相比，前者在熱視儀下可使被包裹的人手圖像模糊。

3偽裝降溫涂料

降溫涂料是近年來在民用領域迅速發(fā)展起來的一種特種涂料，它主要采用現(xiàn)代紅外技術，以提高涂層表面的紅外發(fā)射率等手段，達到降低建筑物內的溫度，減少空調等的能源消耗的目的。對于一些大型地面軍事目標來說，設計出一種既能滿足軍事偽裝要求又能達到一定降溫效果的新型涂料無論在理論研究上還是在實際應用中都具有重要意義。目前國內外在此方面的

研究工作開展的還比較少。某研究所早在幾年前就取得紅外輻射降溫涂料的試驗研究的成功。主要結構如下：選擇在8~13.5!m范圍外具有良好反射特性的固態(tài)基料，而且具有不易粉化變色、價格低廉的特點，并配比一定量的超精細碳化硅為配料，以加強在8~13.5!m波段內的輻射能力；以改性的硅氧硅樹脂作為涂料的液態(tài)基料，在固化成膜后具有良好的透明性，可以起到在8~13.5!m波段內輻射的作用，這樣涂料固化后所形成的涂層的發(fā)射率在0.9以上，具有良好的降溫效果，而且對于單調背景的紅外偽裝也有良好效果。另外為了兼顧可見光方面的偽裝要求，需要將固體基料研磨成粒度在某數(shù)值范圍內，且均勻性要高。這樣在反射光線時不但加強了反射能力，而且不會在涂料的局部形成閃光。

涂層溫度上升過高另一個主要原因是涂層的熱慣量小，從這一角度出發(fā)，我們可以采用增加熱慣量的方法來控制溫度的上升，這樣不但達到了降溫的目的，也兼顧了目標的紅外偽裝要求。比較可行的方法是采用微膠囊技術。微膠囊是指一種具有

聚合物壁殼的微型容器，它的直徑分布在5~200!m之間，能夠在其中封閉固態(tài)微料或液態(tài)微滴。我們可以制成中間包裹有熔點在30~50C之間固態(tài)物質（如某一分子量范圍的烷烴所形成的蠟）的微膠囊，將這種物質混入上述偽裝涂料中，并控制其含量。這樣所形成的涂層具有良好的控溫性。當涂層溫度過高時，微膠囊中的固態(tài)物質就會吸熱而熔解，由于熔解是一個大量吸熱的過程，且物態(tài)由固態(tài)變成液態(tài)體積變化不大也不會對膠囊壁造成破壞；當環(huán)境溫度下降時，則又進行由液態(tài)到固態(tài)的轉化并放出一定的熱量。這樣涂層就達到了良好的降溫效果，并且對敵方的熱紅外觀測起到有效的屏蔽。有資料報道，將含有該微膠囊的一塊布料覆蓋在一根加熱的棒上，用前視紅外雷達未能探測到該棒。偽裝降溫涂料研制的關鍵是如何實現(xiàn)偽裝與降溫能協(xié)調一致。實現(xiàn)降溫的途徑有三個：一是加強對太陽輻射的反射；二是提高涂層的隔熱能力；三是加強涂層的熱輻射能力。其中提高涂層的表面發(fā)射率或熱輻射能力有利于涂層的降溫，但卻不利于其在熱紅外波段的偽裝。因此，偽裝降溫涂料在延伸至多光譜兼容性研究時要針對不同目標具體分析，所需要做的工作還好多。

4防雷達偽裝涂料

防雷達偽裝涂料是一種能吸收電磁波的涂料，各國學者對其研究比較多，部分產品也很成熟。目前主要是采用摻合型導電涂料［5］，即在膠粘劑中摻入經特別處理的金屬氧化物，如鐵氧體等填料，調理涂層的相對介電常數(shù)、相對磁導率、涂層厚度及表面形狀等，將入射電磁波減弱。目前防雷達涂料正由摻合型向結構型發(fā)展，即由導電化合物及聚合物組成，具有組分均勻、

結構多樣化、相對密度小等特點，受到各國研究者的重視。防雷達波涂料的種類好多，除了鐵氧體外，還有以羰基鐵、金屬超細粉末、陶瓷、放射性同位素、導電高分子、席夫堿、手性物質、稀土元素等為的吸波材料，品種繁多，各具特點。目前研制的吸波涂料只在某一頻段范圍內起作用，而且還存在著諸多問題，因此如何展寬有效頻段、實現(xiàn)多頻譜隱射效果是吸波涂料未來發(fā)展的一個方向。

5納米技術在偽裝涂料中的應用

現(xiàn)代偵察技術的發(fā)展對于新型偽裝材料的要求也越來越嚴格，而普通的材料已難以滿足新型偽裝體系的要求。納米材料又稱納米結構材料，是指顆粒尺寸在1~100Im之間的粒子凝聚而成的塊體、薄膜、多層膜纖維等。由于納米材料尺

寸小，所以其比表面積很大，而且表面能也很高，存在著大塊物體所不具備的新的光學特性。主要有寬頻帶強吸收和藍移現(xiàn)象比較明顯，因此它在吸波材料方面應用性能特別突出。將納米材料用于偽裝，主要是利用其寬頻帶的吸波性能制成偽裝涂料或涂層，也可以用于偽裝網的制造中。

納米材料還可以制成納米紅外反射材料、納米紅外吸收材料、納米吸波材料和納米隱射材料等多種偽裝新型材料。其中由納米微粒制成的紅外反射膜的種類如表4。隨著偵察技術的飛速發(fā)展，對于偽裝材料的要求也越來越高，納米材料是目前科學研究的前沿，被認為是材料功能發(fā)生飛躍的關鍵，由納米技術制成的偽裝材料對各個波段的偽裝效能都有很大的促進作用，對于研制多光譜兼容的偽裝涂層有著重要意義，特別是在吸波材料方面，它不僅磁損耗大，而且兼有吸光、透波、偏振等多種功能，兼容吸波和紅外輻射多種功能，是涂敷型吸波材料的主要發(fā)展趨勢。除此之外，它利用納米級的硼化物、碳化物，包括納米纖維及納米碳管在隱身方面也大有所為。

4偽裝涂料的發(fā)展趨勢

偽裝材料的開發(fā)和運用是偽裝技術發(fā)展的關鍵，是偽裝兵器和人員實現(xiàn)隱身的基石。

目前，正在研制、開發(fā)和使用的新型隱身材料有：寬頻帶吸收劑，高分子隱身材料，納米隱身材料，手征材料，結構科波材料和智能隱身材料等。以往主要是通過兵器外形、結構及其設備的巧妙設計和采用科波、透波材料等一系列無源（被動）措施來完成目標隱身的。

目前，雷達、紅外隱身技術已發(fā)展到較高水平，但是在實際作戰(zhàn)中，具有優(yōu)越隱身能力的兵器如F-117戰(zhàn)斗轟炸機、B-2戰(zhàn)略轟炸機也只敢夜間出動，視頻（可見光）隱身問題突顯。實現(xiàn)武器和作戰(zhàn)平臺在白天下自由行動是各國軍界夢寐以求的目標。實現(xiàn)視頻隱身的主要技術途徑有：特別的涂料，奇異的蒙皮，變色的材料，特別的照明以及煙霧屏蔽等。

紅外偽裝涂料：紅外偽裝涂料是指用于減弱武器系統(tǒng)紅外特征的信號已達到偽裝技術要求的特別功能涂料，其主要針對紅外熱像儀的偵察，旨在降低飛機在紅外波段的亮度，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。

可見光隱身涂料可見光隱身涂料又稱視頻隱身技術，彌補了雷達隱身和紅外隱身的不足，它是針對人的目視、照相、攝像等觀測手段而采取的隱身技術，其目的是降低飛機本身的目標特征，較少目標與背景之間的亮度、色度和運動的對比特征，達到對目標視覺信號的控制，以降低可見光探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標的概率。

納米隱身涂料成為研究重點多波段、多功能兼容隱身涂料的研制具有廣闊的

應用前景，必需采用新型的吸波材料并改進傳統(tǒng)的吸波材料，如鐵氧體、羰基鐵等。目前國內外進行了卓有成效的新材料的摸索，納