雷達(dá)吸波涂層的質(zhì)量控制

趙 欣， 郭一偉

(北京星航機(jī)電設(shè)備廠，北京 100074)

雷達(dá)吸波涂層的質(zhì)量控制

趙 欣， 郭一偉

(北京星航機(jī)電設(shè)備廠，北京 100074)

概述了雷達(dá)吸波涂層的特點(diǎn)，從原材料、前處理、底漆及吸波涂料的噴涂、涂層檢測四個(gè)方面，闡述了吸波涂層制備中的常見問題，從涂層的附著、涂層的均勻性及厚度三方面提出解決途徑，保證了吸波涂層的反射率及附著力，對吸波涂層的制備有一定的指導(dǎo)作用。

雷達(dá)吸波涂層;隱身涂料;反射率;附著力

引 言

在現(xiàn)代軍事中，雷達(dá)是最有效的探測手段，雷達(dá)隱身是隱身技術(shù)中最重要的組成部分。實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身主要有兩大技術(shù)途徑，一是控制目標(biāo)外形，改變電磁波反射方向，降低雷達(dá)波散射截面;二是利用雷達(dá)吸波材料，損耗電磁波［1］。涂覆型雷達(dá)吸波材料因具有施工方便、不受武器形狀限制等特點(diǎn)，在軍事上得到廣泛運(yùn)用，幾乎所有隱身武器都用到了吸波涂層技術(shù)［2］。

本文概述了吸波涂層的特點(diǎn)及制備中的常見問題，并提出解決措施。

1 概述

雷達(dá)吸波涂層的主要性能指標(biāo)是涂層的反射率及附著力。選定涂料后，涂層的性能與涂層厚度、均勻性及前處理密切相關(guān)。要想獲得性能優(yōu)良的吸波涂層，必須從原材料、前處理、噴涂及檢測四方面著手，保證涂層附著良好、組成均勻及厚度可控。

2 原材料

吸波涂料由吸收劑、膠粘劑及填充劑組成。目前，國內(nèi)常用的吸收劑是羰基鐵粉及超細(xì)合金微粉。涂料的密度大、吸收劑含量高、涂料的分散性差、涂層的設(shè)計(jì)厚度較大［3］。

混合均勻的涂料才能獲得組成均勻的涂層，因此對原材料的要求是:選擇溶解性能好的膠粘劑、溶解能力強(qiáng)的稀釋劑和在填充劑中增加防沉淀劑。為保證吸收劑與樹脂體系分散良好，選用JSF-450型攪拌砂磨分散多用機(jī)攪拌涂料。判斷涂料是否混合均勻，用攪拌棒挑起涂料目測，攪拌棒上無明顯顆粒，涂料色澤均勻?yàn)楹细瘛?/p>

3 前處理

優(yōu)良的前處理是吸波涂層附著良好的保證，必須提供清潔、有一定粗糙度的待噴涂面。通常選擇陽極氧化、磷化、偶聯(lián)劑處理等方式進(jìn)行前處理。未作表面處理的工件，采用d=150μm的砂布橫豎交叉打磨，直至基材表面有明顯的紋路。

一般選用水基清洗劑或有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗操作。清洗劑應(yīng)為中性或弱堿性，在基材表面停留3～5min后用潔凈的水清洗干凈;有機(jī)溶劑選用航空洗滌汽油或丙酮，在汽油或丙酮還未揮發(fā)時(shí)用無布毛的白布擦干，以避免有機(jī)溶劑中高沸點(diǎn)油狀物再次污染基材。以水膜連續(xù)30s為合格判據(jù)，對水基清洗劑清洗后的表面還要用pH試紙檢測其表面酸堿性，中性為合格。

禁止赤手觸摸前處理清洗后的表面。

4 噴涂過程

4.1 噴涂底漆

底漆是整體涂層的基礎(chǔ)，由于吸波涂層厚度大，溶劑的溶解力強(qiáng)，固化周期長，要求底漆的耐溶劑浸泡能力強(qiáng)，一般不使用單組分底漆。

對底漆的質(zhì)量要求是:1)保證底漆的有效性。按比例混合，熟化30min后使用，在適用期內(nèi)用完。2)底漆要充分固化。一般底漆固化周期為室溫條件下固化24h，60℃條件下固化不低于8h。如果生產(chǎn)周期允許，盡可能延長固化時(shí)間。3)底漆粘度杯測試控制在16～20s，十字交叉噴涂一遍即可，干膜δ控制在20μm左右。

4.2 噴涂吸波涂料

吸波涂料的噴涂一方面要保證涂層的均勻性，另一方面是控制涂層的厚度。

4.2.1 涂層的均勻性

空氣噴涂法使用的壓縮空氣壓力可達(dá)到0.6 MPa。在高壓力的推動(dòng)下，涂料附著在基材表面時(shí)會(huì)有反彈，對于多組分涂料，由于各組分的密度不同造成反彈量不同，影響了涂層的均勻性。在吸波涂料的噴涂過程中，可以調(diào)整噴槍的壓力及出漆量，選擇高流量低壓力狀態(tài)，減少涂料的反彈。

在噴涂過程中，為避免噴槍槍罐中涂料分層，應(yīng)經(jīng)?；蝿?dòng)槍罐，還可用手指堵住噴槍口讓壓縮空氣在槍罐內(nèi)循環(huán)攪動(dòng)涂料，當(dāng)涂料放置20min后，應(yīng)打開槍罐攪拌涂料。

起槍、停槍時(shí)涂料的噴出量不易控制，可以將起槍、停槍位置設(shè)定在噴涂面外并盡量減少起槍次數(shù)。噴涂小件時(shí)，每次噴涂時(shí)將工件旋轉(zhuǎn)90°。噴涂大件時(shí)，操作者可以隨著產(chǎn)品的型面平穩(wěn)移動(dòng)身體，盡量一槍噴完整個(gè)行程。

4.2.2 涂層的厚度

隱身涂層的反射率與涂層的厚度密切相關(guān)。在某些頻段范圍內(nèi)，涂層未達(dá)到臨界厚度時(shí)，隨著涂層厚度的增加，涂層整體反射率變好;超過臨界厚度后，隨著涂層厚度的增加，低頻段的反射性能會(huì)改善而高頻段反射性能下降。因此，要根據(jù)吸波涂層的特點(diǎn)控制好涂層的厚度以滿足反射率要求。

某工件在微波暗室以RCS測試法獲得的反射率曲線，圖1為未打磨涂層工件反射率曲線。圖2為通過打磨的方式，將涂層的厚度減少0.05mm后，獲得反射率曲線。

圖1 未打磨涂層的反射率曲線

圖2 打磨后涂層的反射率曲線

從圖2可以看出，涂層減薄后，低頻性能變差而高頻性能改善。

吸波涂層的厚度與隱身性能密切相關(guān)，但是厚度的精確測量只能在涂層固化后進(jìn)行，不利于生產(chǎn)操作。在實(shí)際的噴涂過程中，可以涂層的質(zhì)量代替厚度進(jìn)行噴涂量的控制。在噴涂產(chǎn)品過程中，可以同時(shí)噴涂180mm×180mm的隨動(dòng)平板，測量平板表面涂層的質(zhì)量增加量類比產(chǎn)品表面涂層的厚度。例如，某類型吸波涂層的面密度為 3.0kg/m2，180mm×180mm的隨動(dòng)平板表面涂層干膜質(zhì)量增加量將達(dá)到97.2g?？紤]干燥過程中溶劑揮發(fā)因素，當(dāng)隨動(dòng)平板表面涂層濕膜質(zhì)量增加達(dá)到105g時(shí)，即可認(rèn)為產(chǎn)品表面涂層厚度已達(dá)到規(guī)定值。需要注意，在進(jìn)行類比操作時(shí)，平板與產(chǎn)品應(yīng)由同一操作者采用同樣的噴涂工藝參數(shù)同時(shí)制備，還要考慮產(chǎn)品與平板上漆率的差別。

5 涂層的檢測

涂層固化后需要用專用測厚儀測量厚度，選取的測量點(diǎn)要有代表性。對于平面部分，測量點(diǎn)可均勻選取，一般距離涂層邊緣不小于2cm。曲率半徑小的部位，測量數(shù)據(jù)會(huì)有誤差。

還可以使用隱身材料反射率現(xiàn)場測量儀完成隱身涂層反射率的檢測，使用這種儀器時(shí)要求定標(biāo)準(zhǔn)確，測量的精度主要是靠定標(biāo)來保證的。測量過程中要注意儀器的測試天線與檢測面要緊密貼合，以減少周邊環(huán)境對反射率的影響。

涂層局部厚度或是反射率未滿足要求時(shí)，可進(jìn)行打磨或是補(bǔ)噴的方式進(jìn)行修補(bǔ)。

6 結(jié)語

隱身技術(shù)是一項(xiàng)跨學(xué)科的系統(tǒng)工程，吸波涂料、涂層設(shè)計(jì)和涂裝技術(shù)作為其中的一項(xiàng)分支［4］，有其特殊的作用。充分了解吸波涂層制備過程的難點(diǎn)，進(jìn)行有效的質(zhì)量控制，可以最大限度地發(fā)揮涂料性能、保證涂層質(zhì)量的穩(wěn)定性，擴(kuò)展涂料的應(yīng)用前景。

［1］黃瑞松.飛航導(dǎo)彈工程［M］.北京:中國宇航出版社，2004:224-229.

［2］楊亮，王亦菲，張彥素，等.雷達(dá)吸波涂層損傷及修復(fù)研究進(jìn)展［J］.新技術(shù)新工藝，2009，(1):97-100.

［3］周光華，譚延紅，彭菲菲，等.淺談吸波涂料工程化應(yīng)用中的常見問題［J］.表面技術(shù)，2009，38(4):83-85.

［4］陶宇，陶志萍.雷達(dá)隱身技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其展望［J］.材料導(dǎo)報(bào)，2011，25(6):40-45.

Quality Control of Radar Absorbing Coating

ZHAO Xin，GUO Yi-wei
(Beijing Xinghang Mechanical-electrical Equipment Factory，Beijing 100074，China)

Characteristics of radar absorbing coating were summarized，common failure in the coating manufacture were described from four respects(raw materials，pretreatment，spraying of the base coating and the radar absorbing coating，measure of the coating).By means of controlling the coating＇s adhesion，component and thickness，solutions for keeping reflectivity and adhesion of the radar absorbing coating were proposed，which were valuable for the manufacture of the radar absorbing coating.

radar absorbing coating;camouflage coating;reflectivity;adhesion

TQ630.4

B

1001-3849(2012)07-0035-03

2011-05-04

2012-05-16