隱身材料ppt課件.ppt

1、介紹隱身材料，1，內(nèi)容，介紹隱身技術(shù)的雷達(dá)工作原理，吸收材料智能隱身技術(shù)導(dǎo)電聚合物材料，2，提出隱身技術(shù)，現(xiàn)代無線電技術(shù)和雷達(dá)探測系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)武器裝備戰(zhàn)場生存的嚴(yán)重威脅。3，第二次世界大戰(zhàn)末生產(chǎn)了10厘米的SCR-584炮瞄雷達(dá)，高射炮命中率提高了10倍，飛機(jī)壓倒性的攻擊力被雷達(dá)和防空系統(tǒng)嚴(yán)重削弱。4、越南戰(zhàn)爭中，北越南在20世紀(jì)50年代利用俄羅斯式地對(duì)空導(dǎo)彈擊落了190架美軍戰(zhàn)斗機(jī)。美國空軍在海灣戰(zhàn)爭中沒有失去一架F-117戰(zhàn)斗機(jī)。相反，美軍有32架隱形戰(zhàn)斗機(jī)被伊拉克防空炮兵或地對(duì)空導(dǎo)彈擊落。5，1991年1月29日，JSTARS探測到一輛伊拉克軍隊(duì)車輛，立即將目標(biāo)信息傳送給戰(zhàn)場空

2、中指揮控制中心，指揮戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)施攻擊，并摧毀了61輛該車輛中的58輛。6、JSTARS，美軍軍事新概念的產(chǎn)物，即“聯(lián)合監(jiān)視目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)”，是波音公司707/300客機(jī)改造的。雷達(dá)艙、設(shè)備操作員、美國空軍參謀長甚至認(rèn)為：“如果美國以后沒有JSTARS這樣的系統(tǒng)，就不會(huì)參加戰(zhàn)爭。”，7，為了提高武器裝備在戰(zhàn)場上的生存、突發(fā)、縱深打擊能力，隱形技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。隱身技術(shù)：降低目標(biāo)的雷達(dá)、紅外和激光的可感知信號(hào)特征，使檢測、識(shí)別、跟蹤和攻擊變得困難。8，隱身技術(shù)隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。隱身技術(shù)及材料研究始于第二次世界大戰(zhàn)期間，在德國開始，在美國發(fā)展，擴(kuò)展到英國、法國、俄羅斯、日本等發(fā)達(dá)國家。隱身技術(shù)和

3、雷達(dá)技術(shù)、窗口和盾牌的關(guān)系、9、F-117A、B-2，10、幾個(gè)茄子識(shí)別的誤解、11、2介紹雷達(dá)工作原理、“活雷達(dá)”蝙蝠、12、雷達(dá)：電磁波的二次復(fù)制、傳遞、反射電磁波、發(fā)射的電磁波、13、雷達(dá)頻率和電磁波頻譜，通常為220 MHz-35 GHz；實(shí)際3MHz-300GHz，14，雷達(dá)的分類，15，電磁波和物體的作用：反射、透射、吸收、雷達(dá)利用波的反射探測物體，如何防止波的反射？入射波吸收，16，三吸收材料，吸收材料：將電磁波轉(zhuǎn)換為其他形式的能量(如機(jī)械能、傳記和熱能)而消耗的材料。17，3.1吸收原理，入射波，反射波，折射波，18，要有效地吸收電磁波，(1)將電磁波最大化到材料內(nèi)部，以減少電

4、磁波的直接反射。介質(zhì)對(duì)電磁波的反射率，Z和Z0分別是介質(zhì)的特性阻抗和自由空間的波阻抗，19，Tand=TandeTandm=ED/ECLD/LC，(2)希望在電磁波進(jìn)入材料內(nèi)部后有效地吸收和衰減入射電磁波，能量損失：DM是柔道磁場B相對(duì)于外部磁場的延遲階段。Ed是對(duì)材料在外部電場下的傳記偶極矩引起重拍而產(chǎn)生的損失的測量。Ld是在外部磁場下，材料的磁偶極矩產(chǎn)生重拍而產(chǎn)生的損耗測量。Ec和Lc分別是在電場和磁場下材料產(chǎn)生極化和磁化的程度。20，3.2吸收材料的分類，材料的整形工藝和承載能力，涂層吸收材料，結(jié)構(gòu)吸收材料，根據(jù)吸收原理吸收，吸收類型，干涉類型，材料損失機(jī)制造成的傳記損失類型3360介質(zhì)

5、的偏振弛豫損失，21，3.3幾種茄子吸收材料，22，4智能隱身技術(shù)，4.1智能隱身材料提出，傳統(tǒng)隱身材料已不能滿足隱形的要求。23、目標(biāo)和背景的可探測性不同。各種檢測系統(tǒng)是在背景下發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)的基礎(chǔ)。紅外視頻圖：24，相對(duì)于目標(biāo)，背景非常復(fù)雜，不斷變化。25，智能隱形材料：可以從自己的表面或內(nèi)部獲取有關(guān)環(huán)境條件及其變化的信息，以減少目標(biāo)和背景的可探測性。為了改變自己的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，可以判斷、處理和應(yīng)對(duì)，事實(shí)上是一種適應(yīng)性材料系統(tǒng)。4.2智能隱身材料定義、26、信號(hào)傳感器、信號(hào)處理系統(tǒng)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、背景、信號(hào)收集系統(tǒng)、微處理器、信號(hào)處理器、信號(hào)處理和控制子系統(tǒng)、目標(biāo)檢測生成系統(tǒng)28、4.3.

6、1智能皮膚、定義：徐璐其他傳導(dǎo)將各種機(jī)載電子設(shè)備、傳感器等嵌入皮膚，形成智能皮膚。29，美國空軍于1985年首先提出了光纖智能皮膚的概念和計(jì)劃。牙齒光纖智能蒙皮內(nèi)置了波形雷達(dá)、導(dǎo)航設(shè)備、目標(biāo)搜索和多種傳感器元素，光纖數(shù)字電路遍布整個(gè)飛機(jī)機(jī)翼，不僅可以隱身，而且靈敏度高，易于操作，自動(dòng)校準(zhǔn)飛行。蘇-30MKI、F-35，30、F-35用碳纖維機(jī)身蒙皮、31，4.3.2可見光智能隱身、智能隱身材料制作涂層，期待真正意義上的變色龍隱身。32，美國空軍懷特研究所研究了可用于調(diào)節(jié)飛機(jī)蒙皮亮度和顏色的聚苯胺基體復(fù)合材料。美軍科曼奇隱形直升機(jī)，智能視覺隱身，使武裝直升機(jī)成為“變色龍”，很難被敵人發(fā)現(xiàn)、跟蹤、

7、攻擊，大大提高了戰(zhàn)場生存能力。33、美國Natic Research Center開發(fā)的自動(dòng)變色布可通過安裝在衣服上的微傳感器作用，根據(jù)地板和背景的變化自動(dòng)變色。34，4.3.3紅外智能隱身材料，美國陸軍使用導(dǎo)電聚合物傳記變色材料制作士兵的服裝，以防止夜間被敵人探測器發(fā)現(xiàn)。根據(jù)目標(biāo)發(fā)射的紅外線特征，可以改變自己的參數(shù)，達(dá)到紅外線的隱形目的。35，4.3.4雷達(dá)波智能隱身材料，英國謝菲爾德大學(xué)開發(fā)的自適應(yīng)雷達(dá)波吸收材料，通過調(diào)節(jié)電壓，使吸收體各導(dǎo)電聚合物的電阻能夠調(diào)節(jié)，達(dá)到在反射率、吸收棒各種頻率下調(diào)節(jié)的目的，在大波段內(nèi)具有強(qiáng)大的隱身能力。36，4.4智能隱形材料的優(yōu)點(diǎn)，(1)隱形能力，(2)威

8、脅警報(bào)，(3)健康評(píng)價(jià)和壽命預(yù)測，37，5導(dǎo)電聚合物材料，5.1導(dǎo)電聚合物材料的定義，導(dǎo)電聚合物是其本身或“摻雜”后具有導(dǎo)電性的高分子材料的一種復(fù)合性：40，5.2導(dǎo)電聚合物材料的發(fā)展，1973年白千英水，Hegger，MacDiarmid摻雜聚乙烯(電導(dǎo)率102s/cm) 1986年Elsenbaumer.L .等獲得了可溶性，41，1974年，日本筑波大學(xué)H.Shirakawa在聚四氟乙烯合成實(shí)驗(yàn)中偶然投入了超過1000倍的催化劑，合成了引人入勝、銅色純聚乙烯薄膜和銀白色光澤的反式聚乙烯。108107 S/m，103102 S/m，導(dǎo)電聚合物材料的發(fā)現(xiàn)，42，1975年，G. MacDia

9、rmid，J.Heeger和H.Shirakawa一起進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示聚乙炔的摻雜反應(yīng)3333如果電子云徐璐接觸，不成對(duì)的電子可以沿著長鏈輕松移動(dòng)，從而獲得導(dǎo)電性。46，半導(dǎo)體到導(dǎo)體的實(shí)現(xiàn)途徑混合在一起，共軛有機(jī)分子中電子不能沿主鏈運(yùn)動(dòng)，電子可以容易移動(dòng)，但相當(dāng)定型。從主鏈中去除電子(氧化)或注入電子(還原)，牙齒空穴或附加電子就可以從分子鏈中移動(dòng)，使聚合物成為導(dǎo)體。47，導(dǎo)電聚合物材料的摻雜路徑：氧化摻雜：chn 3x/2 I2 chnx xi3-還原摻雜3360chn xna chnx-xnx，49，5.4導(dǎo)電聚合物材料的制備，50，5.4.1溶液聚合方法，合成途徑：苯胺單體，溶液5.

10、4.2乳液聚合，反應(yīng)介質(zhì)，苯胺單體，乳化劑，58，得到各種形狀的膠束，59，正膠束和半膠束結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)：在反應(yīng)結(jié)束后需要去除模板，這可能導(dǎo)致納米粒子、納米棒等合成材料重新結(jié)合。61，5.4.5酶催化法，目前主要使用辣根過氧化氫酶(HRP)促進(jìn)過氧化氫的分解，利用過氧化氫氧化聚合苯胺。62，優(yōu)點(diǎn)：簡單，高效，無環(huán)境污染，是有很大發(fā)展前景的合成方法。缺點(diǎn)：聚合是在水系中進(jìn)行的，聚苯胺不溶于水，很快就會(huì)從水中析出，只能得到分子量很低的超材料。，63，5.4.6電化學(xué)法，電化學(xué)法：在含有苯胺的電解質(zhì)溶液中選擇適當(dāng)?shù)碾娀瘜W(xué)條件，使苯胺在陽極上發(fā)生氧化聚合反應(yīng)。在電極表面粘合的聚苯胺薄膜或電極表面產(chǎn)生沉積的

11、聚苯胺粉末。64，- DC電源，V，A，結(jié)果產(chǎn)物不需要分離步驟。66，缺點(diǎn)：單體的氧化電位通常高于結(jié)果聚合物的可逆氧化還原電位，因此聚合過程中可能會(huì)發(fā)生聚合物鏈的過氧化。在傳記化學(xué)聚合中，集體聚合活性中心的選擇性不好，幾乎所有傳記化學(xué)聚合都有徐璐不同程度的交聯(lián)。67，5.5高分子材料導(dǎo)電性的影響因素，5.5.1摻雜率，摻雜率隨著時(shí)間、摻雜率的增加，導(dǎo)電率迅速增加。達(dá)到特定值后，隨著摻雜率的增加，電導(dǎo)率的變化很小，此時(shí)飽和摻雜率。68，5.5.2共軛鏈長度，電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)在分子鏈方向上具有較大的電子云密度，隨著共軛鏈長度的增加，這種趨勢更加明顯，聚合物電導(dǎo)率增加。69，5.5.3溫度，在金屬晶

12、體中，溫度上升引起的晶格振動(dòng)妨礙晶體中的自由電子運(yùn)動(dòng)。對(duì)于聚乙烯，溫度上升有助于電子從分子熱振動(dòng)中獲得能量，克服能量間距，實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)過程。70，5.6.1電導(dǎo)率范圍，5.6導(dǎo)電聚合物的特性，71，5.6.2傳記變色，72，73，快速響應(yīng)速度(10-13 sec)，5.6.與傳統(tǒng)燈泡相比，可以節(jié)約能源，產(chǎn)生較少的熱量，并應(yīng)用于電視屏幕、交通信息顯示等。聚合物發(fā)光二極管具有可調(diào)節(jié)顏色、可彎曲、面積大、成本低的優(yōu)點(diǎn)。76，5.7.2太陽能電池，導(dǎo)電聚合物可以制成太陽電池，其結(jié)構(gòu)類似于發(fā)光二極管，但機(jī)制相反是將光能轉(zhuǎn)換為電能。優(yōu)點(diǎn)在于廉價(jià)的制備成本、快速的制備工藝、塑料的彈性、彈性和靈活性。77，分子類似于電線?？捎糜诟哽`敏度檢