基于红外积分球试验的粉体材料辐射特性分析研究(3)
图1.1.太阳热反射隔热涂料的热传导路径与涂层结构
1.1.4 飞机吸波涂层
雷达在军事任务中的作用不可或缺，其对于远距离目标的探测性能不受昼夜的限制，也不受雨、雾和云的阻挡，具有全天候工作的优点，对大气、烟雾、植被、伪装网等具有一定的穿透能力。然而针对雷达探测特点的隐身飞机已经问世，就算使用雷达也不易将它发现。因为，雷达测定物体位置的工作介质是微波、毫米波等波段的电磁波。雷达探测目标时，首先需要向目标发射微波。在微波发射的同时，雷达显示器上出现一个尖峰波形；微波传输到被测目标之后经反射返回，回波信号被雷达接收即在显示器上显示出第二个尖峰波形。观察两个尖峰回波的时间间隔，对照显示器上的刻度即可读出目标与雷达的距离。如果飞机的机身由微波反射率较低的新型复合材料制成，并在机身表面涂上一层电磁波吸收涂层，使雷达对微波几乎不反射，那么飞机就无法被雷达探测到了。目前常用的微波吸收涂层有以下两类：一类是在涂层中添加碳粉、石墨粉、铁氧体等材料使微波的能量在涂层中耗散掉，这类材料容易将微波能量转化为机械能、电能或热能。不同填料吸收微波的频率波段不同，实践中经常采用多种填料混合搭配，这样可以吸收较宽波段的微波；另一类涂层的工作机理是根据微波的频率选用合适的涂层厚度。工作时，特定波长的微波经过该涂层之后，在经涂层底面反射的回波相位与涂层表面的微波相位相反，即波峰遇到波谷，两束波经相加抵消后振幅为零，因此被雷达接收的微波就很少了。微波吸收层包括吸收剂、粘结剂和其他添加剂。吸收剂对微波的吸收率很高。应用最广泛吸收涂层的属硅酸盐涂层，如铁氧体涂层。它的最大容许吸收微波比有机涂层高出10~15倍。据报道，日本的科研团队已成功研制吸收率为99.2%的碳化硅吸波陶瓷和吸波粉末，其工作温度高达2000℃，并在飞行器上涂覆一种含Y—氧化铁的“格泰特”吸波粉末，使其有效躲避雷达的跟踪。微波吸收涂层不仅用于军事伪装，雷达隐身，在民用领域也应用广泛。比如微波炉门内表面涂覆的微波吸收涂层，一方面提高了微波炉的工作效率，另一方面减少了微波辐射对人体的伤害。目前雷达的使用波段已不限于微波波段，红外、紫外雷达已投入使用，所以吸收涂层的研制也也需要向红外、紫外方面拓展。
图1.2 隐形飞机吸波涂层工作原理
1.1.5 小结
在这些涂层涂料中，发挥重要作用的是各种粉末，例如高温隔热涂层中的氧化铝、氧化锆粉末，吸波涂层中的吸波粉末等。在结构热设计的过程中，需要了解这些粉体材料中或者材料内的温度分布特性。由于粉末的半透明特性，辐射传输过程对材料内部的能量分布有着重要影响，而描述辐射传输过程会用到RTE（辐射传输方程）。通过求解RTE方程可以得到粉体材料的辐射特性，而求解RTE方程，需要知道吸收系数和散射系数，或者是吸光系数与反照率。因此首先要测得粉体材料的部分辐射特性参数，如材料的透射率和反射率随波长（波数）的变化关系。
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