軍用偽裝涂料

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1.偽裝涂料的定義、應(yīng)用、原料

偽裝涂料的定義：用于隱蔽軍事設(shè)施、國(guó)防工事、軍工器件以及防止敵人對(duì)目標(biāo)的偵查的涂料。

偽裝涂料的應(yīng)用：軍政人員、軍用物資、軍事目標(biāo)、普通兵器、觀瞄儀器等。偽裝涂料實(shí)現(xiàn)方式：在可見(jiàn)光、

紅外光、紫外光、雷達(dá)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(gòu)成的鐵磁性材料，煙黑，石墨、炭黑、鱗狀鋁粉等導(dǎo)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(jī)械性能、施工性能、表面狀態(tài)等

2偽裝涂料的分類及簡(jiǎn)介

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

防光學(xué)偽裝涂料按用途分為防可見(jiàn)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(biāo);后者除可用于前述目標(biāo)外，還可用于偽裝以雪地為背景的目標(biāo)。

防熱紅外偽裝涂料主要有：用熱導(dǎo)率低的聚苯乙烯、聚氨酯泡沫、硅酮橡膠等高熔點(diǎn)、高分子材料構(gòu)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(dǎo)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(biāo)表面溫度而采用的太陽(yáng)能高反射涂料;以及能隨目標(biāo)溫度變化而產(chǎn)生輻射率逆反應(yīng)的溫變型涂料等。

防雷達(dá)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(shù)脂粘合劑中嵌人不規(guī)則排列的金屬纖維及填料構(gòu)成。諧振型：對(duì)電磁波產(chǎn)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(yù)制成片的方法覆蓋到飛機(jī)、火箭等目標(biāo)上，來(lái)實(shí)現(xiàn)防雷達(dá)探測(cè)的目的。

干擾型：由交替疊置的電介質(zhì)層和導(dǎo)電材料層組成。

吸波型：實(shí)質(zhì)上是一種高分子復(fù)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(jìn)展

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，目標(biāo)與背景在光譜反射方面的區(qū)別是敵人發(fā)現(xiàn)、識(shí)別和分辯目標(biāo)的根本條件。為了使目標(biāo)達(dá)到降低顯著性或隱蔽的目的，必需設(shè)法減少或消除目標(biāo)與背景之間在顏色上的區(qū)別，即必需在目標(biāo)或?qū)ζ溆^測(cè)路徑上仿造或復(fù)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(wù)可以歸結(jié)為對(duì)背景顏

色及圖案的復(fù)制。用涂料對(duì)重要的軍事目標(biāo)進(jìn)行偽裝可以大大降低目標(biāo)在背景上的顯著性，而且其使用便利，應(yīng)用范圍廣，是實(shí)現(xiàn)軍用迷彩偽裝的主要手段。針對(duì)不同的目標(biāo)和不同的戰(zhàn)場(chǎng)狀況對(duì)偽裝涂料的要求也不盡一致，1974年美軍開(kāi)始使用標(biāo)準(zhǔn)四色迷彩，80年代中期，聯(lián)邦德國(guó)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(shù)方面處于世界前沿水平。

1光學(xué)偽裝涂料與近紅外偽裝涂料

可見(jiàn)光是指肉眼可見(jiàn)的光線，其波長(zhǎng)范圍為380~760nm。防可見(jiàn)光偵察的根本任務(wù)是消除目標(biāo)與背景在顏色上的區(qū)別，即經(jīng)過(guò)偽裝的目標(biāo)的顏色要與背景顏色相一致?？梢?jiàn)光偽裝對(duì)付的是敵方肉眼和光學(xué)儀器的觀測(cè)。造成目標(biāo)和背景在光學(xué)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(yīng)特性。

可見(jiàn)光偽裝涂料的研制，關(guān)鍵是顏色的配制。配色除了參考經(jīng)驗(yàn)配方以外，主要是由試驗(yàn)確定。顏料的反射特性因產(chǎn)地和生產(chǎn)批次的不同而有所差異，它們的色調(diào)、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(shí)選用顏料，還要考慮對(duì)涂層環(huán)境性能的要求，例如配制綠漆時(shí)假使要求耐溫性好則應(yīng)選用三氧化鉻為好。

以上配方研制的可見(jiàn)光偽裝涂料可使探測(cè)和識(shí)別目標(biāo)的可能性降到最低，其紅外光譜曲線與葉綠素一致，用可見(jiàn)光或近紅外照相都不易發(fā)現(xiàn)偽裝后的目標(biāo)。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(biāo)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(shí)別，它研制的關(guān)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(cè)目標(biāo)在一定溫度下所輻射出來(lái)的一定強(qiáng)度的紅外輻射來(lái)達(dá)到透露目標(biāo)的目的。目前所用的紅外偵察器材多是被動(dòng)系統(tǒng)，其紅外成像系統(tǒng)的溫度分辯率已經(jīng)達(dá)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(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以除了對(duì)目標(biāo)溫度進(jìn)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(shí)，紅外偽裝不能降低原有的可見(jiàn)光近紅外偽裝效果。物體熱輻射強(qiáng)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(cè)目標(biāo)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?cè)诳梢?jiàn)光區(qū)顏色千差萬(wàn)別，但在中遠(yuǎn)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(biāo)的

輻射亮度。而紅外偽裝的關(guān)鍵就在于目標(biāo)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(jié)劑，尋常所用的樹(shù)脂如醇酸、酚醛、聚酯樹(shù)脂等在中遠(yuǎn)紅外區(qū)的發(fā)射率都很高，因此紅外涂料研制的關(guān)鍵是尋覓低發(fā)射率，即吸收率小的樹(shù)脂。有資料報(bào)道，具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)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(dá)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(jié)構(gòu)層。而發(fā)射率的控制則可通過(guò)涂層的厚度和顏料粒子的大小來(lái)控制。熱紅外涂料的另一途徑是利用新型半導(dǎo)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(guò)調(diào)整發(fā)射率的變化從而消除或降低目標(biāo)和背景之間的差異，這一技術(shù)途徑雖然實(shí)現(xiàn)起來(lái)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(lái)。則用這種材料偽裝的目標(biāo)，熱紅外儀器就無(wú)法探測(cè)?；谶@種設(shè)想，我國(guó)211所設(shè)計(jì)了一種具有轉(zhuǎn)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(dòng)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(zhuǎn)移成為可能。經(jīng)試驗(yàn)，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(lái)在民用領(lǐng)域迅速發(fā)展起來(lái)的一種特種涂料，它主要采用現(xiàn)代紅外技術(shù)，以提高涂層表面的紅外發(fā)射率等手段，達(dá)到降低建筑物內(nèi)的溫度，減少空調(diào)等的能源消耗的目的。對(duì)于一些大型地面軍事目標(biāo)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)出一種既能滿足軍事偽裝要求又能達(dá)到一定降溫效果的新型涂料無(wú)論在理論研究上還是在實(shí)際應(yīng)用中都具有重要意義。目前國(guó)內(nèi)外在此方面的

研究工作開(kāi)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(yàn)研究的成功。主要結(jié)構(gòu)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(jià)格低廉的特點(diǎn)，并配比一定量的超精細(xì)碳化硅為配料，以加強(qiáng)在8~13.5!m波段內(nèi)的輻射能力；以改性的硅氧硅樹(shù)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(nèi)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(duì)于單調(diào)背景的紅外偽裝也有良好效果。另外為了兼顧可見(jiàn)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(nèi)，且均勻性要高。這樣在反射光線時(shí)不但加強(qiáng)了反射能力，而且不會(huì)在涂料的局部形成閃光。

涂層溫度上升過(guò)高另一個(gè)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(lái)控制溫度的上升，這樣不但達(dá)到了降溫的目的，也兼顧了目標(biāo)的紅外偽裝要求。比較可行的方法是采用微膠囊技術(shù)。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(diǎn)在30~50C之間固態(tài)物質(zhì)（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(zhì)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(dāng)涂層溫度過(guò)高時(shí)，微膠囊中的固態(tài)物質(zhì)就會(huì)吸熱而熔解，由于熔解是一個(gè)大量吸熱的過(guò)程，且物態(tài)由固態(tài)變成液態(tài)體積變化不大也不會(huì)對(duì)膠囊壁造成破壞；當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，則又進(jìn)行由液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)化并放出一定的熱量。這樣涂層就達(dá)到了良好的降溫效果，并且對(duì)敵方的熱紅外觀測(cè)起到有效的屏蔽。有資料報(bào)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(dá)未能探測(cè)到該棒。偽裝降溫涂料研制的關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)偽裝與降溫能協(xié)調(diào)一致。實(shí)現(xiàn)降溫的途徑有三個(gè)：一是加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)輻射的反射；二是提高涂層的隔熱能力；三是加強(qiáng)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(shí)要針對(duì)不同目標(biāo)具體分析，所需要做的工作還好多。

4防雷達(dá)偽裝涂料

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

結(jié)構(gòu)多樣化、相對(duì)密度小等特點(diǎn)，受到各國(guó)研究者的重視。防雷達(dá)波涂料的種類好多，除了鐵氧體外，還有以羰基鐵、金屬超細(xì)粉末、陶瓷、放射性同位素、導(dǎo)電高分子、席夫堿、手性物質(zhì)、稀土元素等為的吸波材料，品種繁多，各具特點(diǎn)。目前研制的吸波涂料只在某一頻段范圍內(nèi)起作用，而且還存在著諸多問(wèn)題，因此如何展寬有效頻段、實(shí)現(xiàn)多頻譜隱射效果是吸波涂料未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。

5納米技術(shù)在偽裝涂料中的應(yīng)用

現(xiàn)代偵察技術(shù)的發(fā)展對(duì)于新型偽裝材料的要求也越來(lái)越嚴(yán)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(jié)構(gòu)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(xué)特性。主要有寬頻帶強(qiáng)吸收和藍(lán)移現(xiàn)象比較明顯，因此它在吸波材料方面應(yīng)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(wǎng)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(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)于偽裝材料的要求也越來(lái)越高，納米材料是目前科學(xué)研究的前沿，被認(rèn)為是材料功能發(fā)生飛躍的關(guān)鍵，由納米技術(shù)制成的偽裝材料對(duì)各個(gè)波段的偽裝效能都有很大的促進(jìn)作用，對(duì)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(shì)。除此之外，它利用納米級(jí)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(shì)

偽裝材料的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用是偽裝技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，是偽裝兵器和人員實(shí)現(xiàn)隱身的基石。

目前，正在研制、開(kāi)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(jié)構(gòu)科波材料和智能隱身材料等。以往主要是通過(guò)兵器外形、結(jié)構(gòu)及其設(shè)備的巧妙設(shè)計(jì)和采用科波、透波材料等一系列無(wú)源（被動(dòng)）措施來(lái)完成目標(biāo)隱身的。

目前，雷達(dá)、紅外隱身技術(shù)已發(fā)展到較高水平，但是在實(shí)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(jī)、B-2戰(zhàn)略轟炸機(jī)也只敢夜間出動(dòng)，視頻（可見(jiàn)光）隱身問(wèn)題突顯。實(shí)現(xiàn)武器和作戰(zhàn)平臺(tái)在白天下自由行動(dòng)是各國(guó)軍界夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)視頻隱身的主要技術(shù)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(hào)已達(dá)到偽裝技術(shù)要求的特別功能涂料，其主要針對(duì)紅外熱像儀的偵察，旨在降低飛機(jī)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(shí)別的概率。

可見(jiàn)光隱身涂料可見(jiàn)光隱身涂料又稱視頻隱身技術(shù)，彌補(bǔ)了雷達(dá)隱身和紅外隱身的不足，它是針對(duì)人的目視、照相、攝像等觀測(cè)手段而采取的隱身技術(shù)，其目的是降低飛機(jī)本身的目標(biāo)特征，較少目標(biāo)與背景之間的亮度、色度和運(yùn)動(dòng)的對(duì)比特征，達(dá)到對(duì)目標(biāo)視覺(jué)信號(hào)的控制，以降低可見(jiàn)光探測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率。

納米隱身涂料成為研究重點(diǎn)多波段、多功能兼容隱身涂料的研制具有廣闊的

應(yīng)用前景，必需采用新型的吸波材料并改進(jìn)傳統(tǒng)的吸波材料，如鐵氧體、羰基鐵等。目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了卓有成效的新材料的摸索，納