雷达吸波涂层腐蚀失效对雷达隐身性能的影响

目的 研究腐蚀失效后的吸波涂层与雷达隐身性能的变化规律。方法 制备7块吸波涂层样品,分别进行0、24、48、96、240、480、840 h的中性盐雾试验。通过X射线能谱仪和扫描电子显微镜、电化学工作站分别对试验后的样品组成成分和微观形貌、电化学阻抗谱进行表征。利用矢量网络分析仪对盐雾试验后的样品在8~18 GHz频率范围内的雷达波反射率进行测试。结果 吸波涂层在试验96、240 h后出现局部小范围点蚀现象,480、840h时出现大面积点蚀现象。同时,吸收剂形貌也发生改变,涂层氧含量增加,说明涂层中吸收剂被渗入的腐蚀介质腐蚀氧化。通过等效电路图拟合交流阻抗谱数据结果,认为样品腐蚀失效经历了3个阶段,840 h盐雾试验后,样品膜值较试验前原始样品(0 h)已下降69.7%,说明涂层防护性能得到极大破坏。0h样品雷达波反射率均值为-4.27,4dB带宽实现了70.07%,840h样品反射率均值为-4.71,4 dB带宽达到了87.53%,整个试验过程反射率测试结果的均值相差不到0.5 dB,说明雷达隐身性能并没有下降。结论 在一定时间阶段内,雷达吸波涂层中吸收剂被氧化腐蚀,并不会导致雷达隐身性能下降。

多层宽带雷达吸波涂层吸波性能及损伤特性

以铁磁性粉体为吸收剂、聚氨酯为粘结剂,基于静电喷涂技术制备了具有优异吸波性能的雷达吸波涂层。结果表明,具有多层结构的雷达吸波涂层不仅可以在垂直入射条件下实现宽波段、高强度吸收,同时在斜入射条件下也具有极其优异的吸波性能。在入射角度为35°~70°范围时,其在厚度为1.2 mm时反射损耗峰在5~18 GHz范围内仍然可以达到−10 dB。特别的是,在入射角度为62°时,其反射损耗峰达到−50 dB,真正实现了宽波段、广角域、高强度吸收。此外,基于所设计和制备的多层铁磁性雷达吸波涂层,利用Ansoft HFSS搭建多层多界面仿真模型,结合有限积分法分析了典型损伤脱落对其吸波性能的影响,为后续开展多层铁磁性雷达吸波涂层维护与损伤评估提供理论指导。

三层雷达吸波涂层的吸波性能研究

依据阻抗匹配原理制备出一种三层雷达吸波涂层，并研究了其吸波性能。结果表明：多层结构设计对提高涂层的吸波性能起着重要作用。所制备的吸波涂层在8～18GHz频段范围内反射率小于-10dB的带宽达6．0GHz，涂层厚度为1．20mm，面密度为2．80kg／m^2。

雷达吸波涂层失效模式及原位修复

概括了飞机雷达吸波涂层开裂、脱落、吸收剂变质等3种失效形式,分析了其产生的机理,介绍了故障树分析方法,对失效涂层进行分析,简述了吸波涂层原位修复的含义及常用工艺,对国内外雷达吸波涂层的维修现状进行概括总结,并展望了适应外场原位修复需求的雷达吸波涂层维修技术的发展方向和趋势。

热喷涂雷达吸波涂层研究现状与展望

随着先进军事探测技术的发展,热喷涂雷达吸波涂层在航空航天和军事装备等领域具有巨大的应用前景。简要介绍了雷达吸波材料的工作机理,然后分别从热喷涂铁氧体、炭系材料、碳化硅、金属微粉和导电陶瓷5个方面综述了热喷涂雷达吸波涂层的研究现状,重点评述了热喷涂雷达吸波涂层的电磁参数及吸波性能调控途径。在此基础上,对热喷涂雷达吸波涂层的研究进展进行了系统的总结。最后,提出了热喷涂吸波涂层当前所亟需解决的问题。

一种热喷涂雷达吸波涂层制备技术

采用耐温的磷酸盐玻璃和改性的β–SiC吸收剂的热喷涂材料体系,使用火焰喷涂工艺制备了热喷涂雷达吸波涂层,对粉末、涂层制备过程及性能进行了研究,结果表明:喷雾干燥造粒是制备热喷涂雷达吸波涂层粉末材料体系的合理方法,使用火焰喷涂制备的涂层,吸收剂含量为20%时,涂层性能最佳,当涂层厚度为1 mm时,在1.2×1010～1.8×1010 Hz范围内,涂层反射率均低于-8 dB。

雷达吸波涂层损伤及修复研究进展

介绍了雷达吸波涂层的工作原理,依据隐身武器装备使用过程中引起损伤状况的原因和损伤部位对雷达吸波涂层的损伤进行分类,并通过理论计算不同机械损伤面积对吸波涂层隐身性能变化。总结了目前美军对隐身武器装备雷达吸波涂层维修的措施和经验。为适应战场抢修的要求提出了研发工艺简单、使用方便、容易调节快速固化隐身涂层的修复思路。

热喷涂中温雷达吸波涂层制备及性能

重点探索了热喷涂工艺用于制备雷达吸波涂层的可行性,用玻璃材料取代传统有机材料作为粘结剂,使用高温材料sic作为吸收剂,同时对sic进行包覆处理,进一步优化其电磁性能。用烧结破碎法制备了喷涂粉末,使用火焰喷涂工艺制备涂层,在室温约400℃的条件下对涂层反射率进行了测试,在12～17 GHz的范围内,涂层反射率低于-5 dB,验证了热喷涂工艺制备雷达吸波涂层的可行性。

一种雷达吸波涂层的在线测量方法

本文介绍了一种雷达吸波涂层的在线测量方法,并重点讨论了其测试结果。该在线测量方法的测试结果具有良好的统计稳定性,测试结果和实验室测量方法的测试结果基本一致。同时由于其重量轻,体积小,特别适合于隐身产品的工程应用、生产检测、质量控制、维修和维护。

气动外形表面雷达吸波涂层问题电磁散射场的数值模拟

研究了将无覆盖区域分裂与精确控制法相结合、用于气动外形表面雷达吸波涂层问题电磁散射场的数值求解方法 .无覆盖区域分裂是按空气和涂层两种不同介质物理分区要求进行的 ,子域交界处离散网格彼此之间可以是非匹配的 ,以便处理不同介质的不同网格尺度要求 .电磁波通过子域交界面的约束条件是通过引入Lagrange乘子而弱满足 .整个求解过程包含基于精确控制的外迭代和基于Lagrange乘子控制的区域分裂内迭代 .最后计算给出了二维翼型气动外形涂层问题的电磁散射场 ,并与对应的无涂层外形的计算结果进行了比较 。

吸波剂用量对雷达吸波涂层吸收性能的影响

采用铁氧体、电阻型和电介质型物质作为吸波剂,制备出了具有阻抗渐变结构的三层复合雷达吸波涂层,探讨了表层、中层和底层吸波剂用量对吸波性能的影响。实验结果表明:增加表层、中层或底层吸波剂含量,均能使吸波性能曲线向低频端方向移动,反之,吸波性能曲线向高频端方向移动;选择适当的吸波剂用量才能拓宽、加深涂层的吸波性能。制备的试样中反射损耗可达-18.78dB和-33.15dB,其小于-10dB的频宽分别为4.08GHz和2.68GHz。

雷达吸波涂层材料的研究进展

讨论了电磁波的吸波机理,及其性能测量和计算方法,叙述了电阻型损耗、介电损耗、磁损耗型三种损耗机制的涂层材料及其电磁波吸收损耗机理,对不同种类的吸波材料在雷达波隐身方面的应用进行了全面的综述,介绍了这一研究方向的最新进展,并分析了每种材料的主要特点。重点讨论了铁氧体、碳纳米管、导电高聚物等吸波材料的微观结构、化学性质、电磁特性对吸波性能的影响。对于磁损耗材料来说,良好的磁性能是其不可忽视的优点,但其密度高,稳定性较差,影响了其性能发挥。针对其存在的缺点,通过掺杂改性、共混等方式可提升涂层材料的吸波性能。在碳系材料中,多壁碳纳米管的吸波性能较好,将磁损耗吸波材料与碳纳米管进行复合、包覆是目前吸波性能提高的主要手段。导电聚合物等新型吸波材料具有质量轻、导电性好的特点,单独使用时,阻抗匹配性差,通过对其掺杂改性或与磁损耗型材料复合,可增强其阻抗匹配性,提升吸波性能。最后,指出了雷达吸波材料未来的研究发展方向。

雷达吸波涂层的质量控制

概述了雷达吸波涂层的特点,从原材料、前处理、底漆及吸波涂料的喷涂、涂层检测四个方面,阐述了吸波涂层制备中的常见问题,从涂层的附着、涂层的均匀性及厚度三方面提出解决途径,保证了吸波涂层的反射率及附着力,对吸波涂层的制备有一定的指导作用。

遗传算法在雷达吸波涂层多目标优化设计中的应用

本文利用遗传算法实现了雷达吸波涂层的多目标优化设计。首先对目标函数进行合理设计,同时基于Pare-to最优概念,采用非劣分层遗传算法(NSGA)进行多目标优化。对具体实例的优化结果表明,该方法利用共享函数和小生境技术,可以使优化结果均匀的收敛于Pareto域附近。同传统优化方法相比,该方法物理意义明确,对决策者来说更具科学性、针对性和实用价值。

一种雷达吸波涂层厚度无损检测的方法

本文介绍了一种雷达吸波涂层厚度无损检测的方法,并重点讨论了其测试结果,结果表明,该测试方法的测试结果与标准参考样板数据具有很好的吻合,该方法方便灵活,测量范围广,精度高,可用于吸波材料现场厚度质量控制。

雷达吸波涂层的高温服役性能与寿命预测

基于可靠性理论的统计模型和威布尔分布,在Arrhenius公式的基础上应用通用对数线性关系推导出温度和紫外强度的双应力模型。采用弓形测量法测得雷达吸波涂层的雷达反射率,预测了涂层在常温贮存和飞行状态下的使用寿命,并验证了模型的可靠性。结果表明:涂层在常温贮存和Ma=1.45飞行状态条件下采用该模型预测出的寿命分别为5.44×1~04h、4.15×10~4h;在80℃下采用该模型预测出的寿命为2 276.8 h,实验寿命为2 076.7 h。理论计算结果与实验结论比较符合,表明此方法能够比较准确地预测雷达吸波涂层的使用寿命。

碳纤维复合材料表面雷达吸波涂层超声测厚方法研究

针对碳纤维复合材料基底表面涂覆的雷达吸波涂层在超声测厚过程中由于涂层与基底间声阻抗接近导致界面回波信号弱,手动读取脉冲回波声程差时主观性强、效率低的问题,提出一种基于理论分析结合Matlab批量信号处理技术的涂层厚度测量方法。理论分析确定涂层上下表面回波信号的相位变化关系;采用Matlab脚本批量读取超声脉冲回波信号,并手动选取涂层上下表面回波信号的波峰(谷)所处时域范围,脚本寻找波峰(谷)位置并计算回波声程差;结合超声波在涂层中传播速度计算涂层厚度。利用该方法对碳纤维复合材料基底表面的2种雷达吸波涂层进行厚度测量,结果表明:该方法在满足测厚精度要求的同时,能有效解决手动读取脉冲回波声程差时主观性强、效率低的问题,具有较好的工程化应用前景。

雷达吸波涂层胶粘剂的现状与发展

综述了雷达吸波涂层胶粘剂的发展概况，重点论述了三种综合性能较好、工艺稳定的胶粘剂体系（CSM、PU和改性EP）的研究现状，并对用上述三类胶粘剂所制RAC的性能和胶粘剂的介电性能作了介绍，最后指出了在胶粘剂研究中应解决的主要问题。

纳米复合双层雷达吸波涂层研究

采用等离子喷涂工艺制备纳米复合镍粉/羰基铁粉双层雷达吸波涂层,并研究涂层的吸波性能。结果表明,双层涂层的吸波性能明显优于单层涂层的吸波性能,涂层厚度为1mm时,吸波曲线在6～18GHz频段内的反射率低于-5dB,吸收峰值达到-17.96dB。

高性能雷达吸波涂层的制备及其损伤行为

以羰基铁粉为吸收剂、聚氨酯为胶黏剂,制备具有优异吸波性能的雷达吸波涂层,并基于矢量网络分析仪、电磁模拟软件Ansoft HFSS以及弓形框测试系统,对涂层电磁特性、损伤模型以及吸波性能进行研究。结果表明:雷达吸波涂层在垂直入射条件下具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm时,其反射损耗峰在7.2~12.8 GHz均达到−8 dB;在斜入射条件下也具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm、入射角为60°时,其反射损耗峰在5.5~18 GHz均达到−10 dB。相比于失效模式如雷达吸波涂层分层脱粘,损伤脱落对其吸波性能的影响更为明显。随着损伤脱落面积的增加,雷达吸波涂层的吸收强度(尤其是X波段)明显降低,且最小反射损耗峰往高频移动。通过对高性能雷达吸波涂层的脱落、分层等损伤行为的研究,为后续进行雷达吸波涂层维护与建立失效性评估标准具有极大的现实和军事意义。