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功能一體化防雷預(yù)浸料

創(chuàng)新性隱形技術(shù)吸波材料面世—Haydale功能化石墨烯導(dǎo)電增強(qiáng)填料

發(fā)布日期：2021-02-19 作者：大連義邦科技瀏覽數(shù)：18004

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創(chuàng)新性隱形技術(shù)吸波材料面世—Haydale功能化石墨烯導(dǎo)電增強(qiáng)填料

每隔一段時(shí)間，就會(huì)有新的科學(xué)突破改變世界，據(jù)英國(guó)Haydale公司披露的一項(xiàng)信息中表示，目前Haydale公司研發(fā)的一種專(zhuān)利技術(shù)的功能化石墨烯導(dǎo)電增強(qiáng)填料，其利用將進(jìn)行過(guò)導(dǎo)電增強(qiáng)的填料加入到被功能化的納米粒子中，最終用于預(yù)浸料的制備，從而形成功能一體化的新型部件，Haydale的技術(shù)負(fù)責(zé)人表示此專(zhuān)利技術(shù)的功能化的石墨烯導(dǎo)電增強(qiáng)填料對(duì)于飛行器的隱身能力大大增強(qiáng)，或?qū)?lái)隱形技術(shù)或吸波材料的研究過(guò)程中革命性的改變。

雷達(dá)隱身主要是降低飛機(jī)的雷達(dá)散射截面（即RCS）。其主要措施通常有：獨(dú)特的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)，即通過(guò)特殊的形狀設(shè)計(jì)控制雷達(dá)回波的方向； 采用能夠吸收雷達(dá)波的吸波材料和吸波結(jié)構(gòu)，使散射場(chǎng)減弱，從而無(wú)法形成有效的回波信號(hào)。 例如美國(guó)的F-117A隱身戰(zhàn)斗機(jī)。 在隱身技術(shù)的研究過(guò)程中吸波材料和吸波結(jié)構(gòu)成為了隱身技術(shù)研究的最大貢獻(xiàn)點(diǎn)。

吸波材料從材料組成上也可分為兩種，一種是涂覆型吸波材料，一種是結(jié)構(gòu)型吸波隱身材料。

涂覆型吸波材料是在樹(shù)脂基或橡膠基中加入吸波劑而制成。這種吸波材料施工方面，可采用涂刷或噴涂方法施工，可適用復(fù)雜曲面形體，如吸波涂料/隱身涂料。 但這種涂覆型材料存在耐候性的問(wèn)題，由于其附著在飛機(jī)表面，表面附著力隨著使用年限和氣候的變化而逐漸降低，甚至脫落。同時(shí)也面臨著后續(xù)維護(hù)維修等問(wèn)題。

結(jié)構(gòu)型吸波材料通常以樹(shù)脂/纖維增強(qiáng)復(fù)合材料為載體，加入吸收劑制成。是一種多功能復(fù)合材料，它既能承載作結(jié)構(gòu)件，具備復(fù)合材料質(zhì)輕、高強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又能較好地吸收或透過(guò)電磁波，已成為當(dāng)前隱身材料重要的發(fā)展方向。

目前國(guó)外的一些軍機(jī)和導(dǎo)彈均采用了結(jié)構(gòu)型吸波材料， 如SRAM導(dǎo)彈的水平安定面，A-12機(jī)身邊緣、機(jī)翼前緣和升降副翼，F(xiàn)-111飛機(jī)整流罩，B-1B和美英聯(lián)合研制的鷂-Ⅱ飛機(jī)的進(jìn)氣道，以及日本三菱重工研制的空艦彈ASM-1和地艦彈SSM-1的彈翼等均采用了結(jié)構(gòu)型吸波，圖中無(wú)人機(jī)為中央蘭開(kāi)夏大學(xué)與Haydale共同研發(fā)采用納米石墨烯吸波碳纖維預(yù)浸料作為無(wú)人機(jī)的“外衣”。

復(fù)合材料的高速發(fā)展為結(jié)構(gòu)吸波材料的研制提供了保障。新型熱塑性PEEK、PES、PPS以及熱固性的環(huán)氧樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺和異氰酸酯等都具有比較好的介電性能，由它們制成的復(fù)合材料具有較好的雷達(dá)傳輸和透射性。近年來(lái)，國(guó)外對(duì)碳纖維作了大量改良工作，如改變碳纖維的橫截面形狀和大小，對(duì)碳纖維表面進(jìn)行表面處理，從而改善碳纖維的電磁特性等，以用于吸波結(jié)構(gòu)。

功能化納米石墨烯導(dǎo)電樹(shù)脂改性填料革命性的科技進(jìn)步：

目前科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)雷達(dá)在微波頻率范圍內(nèi)工作，可被多壁納米管（MWNT）吸收。將MWNT應(yīng)用于飛機(jī)會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)被吸收，因此具有較小的雷達(dá)橫截面。根據(jù)科學(xué)界的論證將碳納米管作為飛機(jī)的隱身技術(shù)，經(jīng)發(fā)現(xiàn)，除了吸收雷達(dá)的特性外，納米管既不反射也不散射可見(jiàn)光，使其在夜間基本上不可見(jiàn)，這很像目前將隱形飛機(jī)涂成黑色，只是效果更好。但目前的制造限制意味著納米管涂層飛機(jī)的生產(chǎn)是不可能的，另外經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外的研究碳納米其吸波性能受到本征結(jié)構(gòu)的限制，難以實(shí)現(xiàn)寬頻隱身效果，而石墨烯材料具有可調(diào)的分子結(jié)構(gòu)和能帶隙，具有很大的潛力。

Haydale研發(fā)的功能化石墨烯吸波隱身填料在幾乎不增加重量的情況下，可用于復(fù)合材料與樹(shù)脂相融合，賦予機(jī)體材料雷達(dá)傳輸和透射性，形成結(jié)構(gòu)型吸波材料。

Haydale經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)，Haydale功能化石墨烯導(dǎo)電增強(qiáng)填料已申請(qǐng)了工藝專(zhuān)利，該工藝使石墨烯通過(guò)等離子體反應(yīng)器使其功能化-即使其能夠與其他材料結(jié)合，從而利用石墨烯和其他納米材料的特性，使普通材料具有石墨烯的超能力。

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