[发明专利]武器装备专用隐身材料

说明书

技术领域

本发明属于新型材料技术领域，特别涉及一种武器装备专用隐身材料。

背景技术

隐身材料作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段，广泛地用于现代军事工业当中。对其理论和生产工艺的研究开始于第二次世界大战时期，并迅速被世界各国视为重点研究、开发的军事高新技术项目。从70年代至80年代时期内，隐身材料的研究还主要限于美国和苏联这样的军事化强国内，并且研究处于秘密阶段，隐身材料优异的性能和广阔的前景尚不为世人所熟知。直到80年代的末期，相继投入战争或使用的的美国隐身飞机，才真正使得隐身材料在现代化的战争和国防事业中崭露头角，各国开始竞相投入大量的人力物力开发隐身材料，这无疑代表了隐身材料已经进入了一个繁荣发展的新时期。F-22战斗机作为世界上第一款投入服役的第四代战斗机，经隐身设计和涂敷吸收电磁波的特殊材料，实现了全面隐身，在航空史上具有划时代的意义，标志着当今世界正开始进入“隐形空军时代”。

隐身材料的分类方法有很多种，按隐身吸波原理，隐身材料可分为吸收型和干涉型两类。吸收型隐身材料本身对雷达波进行吸收损耗，基本类型有复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体；干涉型则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消，如波长“谐振”吸收体，这类材料的缺点是吸收频带较窄。按材料成型工艺和承载能力，可分为涂覆型隐身材料和结构型隐身材料。前者是将吸收剂(金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等)与粘合剂混合后，涂覆于目标表面形成隐身涂层；后者是具有承载和吸波的双重功能，通常是将吸收剂分散在层状结构材料中，或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料(如玻璃钢、芳给纤维复合材料等)为面板，蜂窝状波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。

近十年来，由于军工武器装备的需求，促进了隐身材料的研究和生产取得了丰硕的发展成果。但是，即使是目前学界公认最佳的隐身材料，其性能仍然不甚客观，仍然不具备满足应对各种环境下的材料性能，仍存在着自身难以克服的缺陷，或技术尚无法解决的难题，仍较难满足日益提高的隐身技术所提出的薄、宽、轻、强和高效的综合要求。技术方面，特别是宽频吸收剂和吸收效率方面还存在较大问题。各种隐身材料在应对单一环境，或者是基于一项或几项特点的参数指标时，都有较好的隐身性能，但对于隐身材料综合性能提升方面研究较少，使得目前应用的隐身材料在多元的环境下总是存在这样或那样的缺陷难以克服，严重阻碍了隐身材料技术领域的发展。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，本发明提供了武器装备专用隐身材料，使得材料的吸波隐身能力大幅度提升，同时材料耐大气腐蚀性能较好，具备一定的强度，稳定性高；且相比于传统铁氧体隐身材料，重量减轻，适用于航空工业的隐身涂料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种武器装备专用隐身材料，包含双层结构，内层为橡胶基复合材料，其中基体材料为三元乙丙橡胶，功能体材料为纳米氧化锌和聚酯纤维；外层为树脂基复合材料，其中基体材料为环氧树脂，功能体材料为多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末。

优选地，所述内层中，纳米氧化锌和聚酯纤维的质量比为2～3:1，功能体材料总体和基体材料的质量比为1:20～30。

优选地，所述聚酯纤维为短纤维，纤维的直径在16～25μm之间，纤维的长度为2.5～4mm。

优选地，所述外层中，多壁碳纳米管和Fe-Nd-Ta系氧化物粉末的质量比为1:1.2～1.5，功能体材料总体和基体材料的质量比为1:25～40。

优选地，所述内层厚度为0.2～0.4mm，所述外层厚度为0.1～0.3mm。

本发明还公开了所述武器装备专用隐身材料的制备方法，其具体步骤为：

1)内层的制备：

a.按照配比称量纳米氧化锌、聚酯纤维和三元乙丙橡胶粉末；

b.先将三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中预热5分钟，混炼温度设定为60～70℃，为保证复合材料厚度以及聚酯纤维的完整性，混炼机双辊之间的距离设定为0.6mm；

c.将在步骤a中称量好的纳米氧化锌加入混炼机内和三元乙丙橡胶一起混炼，混炼时间为10～20min；

d.将在步骤a中称量好的聚酯纤维加入丙酮溶液中均匀分散5min，分散过程中对溶液轻微搅拌，分散后将溶液转入烘干箱中烘干溶液中的丙酮，烘干温度不高于50℃，然后将干燥后的粉末加入混炼机内混炼10～20min，混炼时，用刀切割翻转物料次数控制在3～5次之间；