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功能一體化防雷預浸料

創新性隱形技術吸波材料面世—Haydale功能化石墨烯導電增強填料

發布日期：2021-02-19 作者：大連義邦科技瀏覽數：18022

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每隔一段時間，就會有新的科學突破改變世界，據英國Haydale公司披露的一項信息中表示，目前Haydale公司研發的一種專利技術的功能化石墨烯導電增強填料，其利用將進行過導電增強的填料加入到被功能化的納米粒子中，最終用于預浸料的制備，從而形成功能一體化的新型部件，Haydale的技術負責人表示此專利技術的功能化的石墨烯導電增強填料對于飛行器的隱身能力大大增強，或將帶來隱形技術或吸波材料的研究過程中革命性的改變。

雷達隱身主要是降低飛機的雷達散射截面（即RCS）。其主要措施通常有：獨特的氣動外形設計，即通過特殊的形狀設計控制雷達回波的方向； 采用能夠吸收雷達波的吸波材料和吸波結構，使散射場減弱，從而無法形成有效的回波信號。 例如美國的F-117A隱身戰斗機。 在隱身技術的研究過程中吸波材料和吸波結構成為了隱身技術研究的最大貢獻點。

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，一種是結構型吸波隱身材料。

涂覆型吸波材料是在樹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題，由于其附著在飛機表面，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。同時也面臨著后續維護維修等問題。

結構型吸波材料通常以樹脂/纖維增強復合材料為載體，加入吸收劑制成。是一種多功能復合材料，它既能承載作結構件，具備復合材料質輕、高強的優點，又能較好地吸收或透過電磁波，已成為當前隱身材料重要的發展方向。

目前國外的一些軍機和導彈均采用了結構型吸波材料， 如SRAM導彈的水平安定面，A-12機身邊緣、機翼前緣和升降副翼，F-111飛機整流罩，B-1B和美英聯合研制的鷂-Ⅱ飛機的進氣道，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構型吸波，圖中無人機為中央蘭開夏大學與Haydale共同研發采用納米石墨烯吸波碳纖維預浸料作為無人機的“外衣”。

復合材料的高速發展為結構吸波材料的研制提供了保障。新型熱塑性PEEK、PES、PPS以及熱固性的環氧樹脂、雙馬來酰亞胺、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，由它們制成的復合材料具有較好的雷達傳輸和透射性。近年來，國外對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，對碳纖維表面進行表面處理，從而改善碳纖維的電磁特性等，以用于吸波結構。

功能化納米石墨烯導電樹脂改性填料革命性的科技進步：

目前科學家們發現雷達在微波頻率范圍內工作，可被多壁納米管（MWNT）吸收。將MWNT應用于飛機會導致雷達被吸收，因此具有較小的雷達橫截面。根據科學界的論證將碳納米管作為飛機的隱身技術，經發現，除了吸收雷達的特性外，納米管既不反射也不散射可見光，使其在夜間基本上不可見，這很像目前將隱形飛機涂成黑色，只是效果更好。但目前的制造限制意味著納米管涂層飛機的生產是不可能的，另外經過國內外的研究碳納米其吸波性能受到本征結構的限制，難以實現寬頻隱身效果，而石墨烯材料具有可調的分子結構和能帶隙，具有很大的潛力。

Haydale研發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，可用于復合材料與樹脂相融合，賦予機體材料雷達傳輸和透射性，形成結構型吸波材料。

Haydale經過多年的研發，Haydale功能化石墨烯導電增強填料已申請了工藝專利，該工藝使石墨烯通過等離子體反應器使其功能化-即使其能夠與其他材料結合，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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