雷達(dá)吸波涂層海洋大氣環(huán)境適用性試驗(yàn)研究

宿興濤，孫敬哲，朱曉蕾

雷達(dá)吸波涂層海洋大氣環(huán)境適用性試驗(yàn)研究

宿興濤，孫敬哲，朱曉蕾

（北京應(yīng)用氣象研究所，北京 100029）

分析一種雷達(dá)吸波隱身涂層在海洋大氣自然環(huán)境下性能的變化規(guī)律。對(duì)12個(gè)月不同階段涂層的常規(guī)物理性能和電性能進(jìn)行檢測(cè)，其中常規(guī)物理性能包括宏觀形貌、金相形貌、微觀性能、附著力、抗沖擊強(qiáng)度和紅外光譜。從宏觀形貌看，涂層明度和色差值呈上升趨勢(shì)，12個(gè)月明度增加1.22，色差值增加2.91，顏色向綠色和藍(lán)色發(fā)展，失光率先增大、后減小，最大失光率為9個(gè)月時(shí)的34%。涂層附著力和試驗(yàn)時(shí)間呈現(xiàn)非線性關(guān)系，6個(gè)月時(shí)，附著力降低了18%，12個(gè)月時(shí)增大了24%。涂層在2～18 GHz的頻率范圍內(nèi)，吸波曲線大體呈“U”形，最低反射率隨時(shí)間向低頻方向偏移。涂層金相形貌、微觀性能、抗沖擊強(qiáng)度和紅外光譜特征總體變化不明顯。在1 a內(nèi)，自然海洋大氣環(huán)境對(duì)雷達(dá)吸波隱身涂層常規(guī)物理性能和電性能產(chǎn)生了一定影響，但在試驗(yàn)時(shí)間相對(duì)較短情況下，海洋大氣環(huán)境對(duì)涂層老化的影響作用尚未充分顯示，需要結(jié)合更長(zhǎng)周期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。

隱身涂層；雷達(dá)吸波；制備；物理性能；電性能；海洋大氣環(huán)境

隱身技術(shù)能夠顯著提高國(guó)防體系中軍事目標(biāo)的生存能力、武器系統(tǒng)的突防和縱深打擊能力，各國(guó)均十分重視此項(xiàng)技術(shù)。在目前看來(lái)，隱身涂層、結(jié)構(gòu)隱身材料和外形技術(shù)是實(shí)現(xiàn)隱身的3項(xiàng)主要技術(shù)措施[1]。其中，隱身涂層具有高性能、易施工、低成本、不受目標(biāo)外形限制等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最好、最為有效的隱身技術(shù)手段[2]，是隱身技術(shù)中的重要支撐。隨著隱身技術(shù)以及民用物聯(lián)網(wǎng)電磁干擾/屏蔽[3]、紅外能量輻射控制[4]等技術(shù)的發(fā)展，隱身涂層材料的重要性日益受到社會(huì)關(guān)注，國(guó)內(nèi)外普遍重視對(duì)隱身材料的研發(fā)和應(yīng)用。目前已服役戰(zhàn)機(jī)如美國(guó)F-22和F-35戰(zhàn)機(jī)、俄羅斯蘇-57戰(zhàn)機(jī)及我國(guó)J-20戰(zhàn)機(jī)，均在機(jī)體表面涂覆有大量隱身涂層[5]，俄羅斯地面裝備如“阿瑪塔”主戰(zhàn)坦克、T-72主戰(zhàn)坦克、BMP-2和BMP-1KSh步兵戰(zhàn)車等也已開展大量涂裝試驗(yàn)。隨著探測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展，單一頻段的隱身已經(jīng)不能夠滿足需求，隱身涂層正向雷達(dá)波、紅外線、可見光等多頻譜隱身方向發(fā)展[2,5]。根據(jù)涉及的頻譜，包括微波、紅外、光、聲等，相對(duì)應(yīng)隱身涂層材料也分為雷達(dá)隱身涂層材料、紅外隱身涂層材料、可見光及聲隱身涂層材料等[2,6]。

隨著裝備使用服役，隱身材料等基礎(chǔ)產(chǎn)品的環(huán)境效應(yīng)特性對(duì)裝備的環(huán)境適應(yīng)性和性能的發(fā)揮具有重要影響，嚴(yán)重制約裝備的作戰(zhàn)能力[7-15]。包括美俄在內(nèi)的軍事強(qiáng)國(guó)高度重視隱身涂層環(huán)境效應(yīng)研究，認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)對(duì)隱身武器裝備的作戰(zhàn)效能，裝備戰(zhàn)斗力的形成、維持與提高，甚至戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)具有至關(guān)重要的影響[4]。作為武器裝備的重要質(zhì)量特性之一，隱身涂層的環(huán)境適應(yīng)性研究尤為重要[1]。目前，我國(guó)裝備基礎(chǔ)產(chǎn)品的環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)積累不足，特別是新型材料（如隱身涂層材料）的環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)嚴(yán)重匱乏。由于未開展系統(tǒng)的環(huán)境試驗(yàn)考核與驗(yàn)證，這些新型材料在預(yù)期服役環(huán)境中的劣化特征、規(guī)律等未能掌握，難以預(yù)判其在服役環(huán)境中的環(huán)境適應(yīng)性，導(dǎo)致裝備研制設(shè)計(jì)面臨環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)支撐不足，嚴(yán)重制約了新型隱身材料在裝備中的應(yīng)用。因此，迫切需要開展新型隱身材料的環(huán)境試驗(yàn)研究，掌握其環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)，推動(dòng)新型隱身材料在裝備中的應(yīng)用，滿足裝備隱身性能發(fā)展需求。本文針對(duì)我國(guó)東南沿海地區(qū)裝備運(yùn)用，制備一種雷達(dá)吸波隱身涂層，研究海洋大氣環(huán)境對(duì)隱身涂層性能的影響，為裝備部署運(yùn)用提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。

1 樣品制備

關(guān)于隱身涂層的制備已經(jīng)開展了較多研究[16-20]，本文制作的雷達(dá)吸波涂層樣品，選用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料作為樣品基材。將雷達(dá)吸收劑、環(huán)氧樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑等按相應(yīng)比例或含量混合，攪拌分散制成雷達(dá)吸波涂料。按照雷達(dá)吸波涂層的涂裝施工要求，在碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料上涂覆雷達(dá)吸波涂料，制備不少于20件滿足性能指標(biāo)要求的雷達(dá)吸波涂層試驗(yàn)樣品，其尺寸規(guī)格為300 mm× 300 mm。樣品P的主要成分為片狀鋁粉、環(huán)氧樹脂、偶聯(lián)劑、固化劑、有機(jī)黑色顏料，樣品M的主要成分為片狀鋁粉、有機(jī)硅樹脂、偶聯(lián)劑、分散劑、流平劑、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、無(wú)機(jī)黑色顏料。涂層樣品四周邊緣采用硅橡膠進(jìn)行封邊。制備完成后，對(duì)雷達(dá)吸波涂層樣品進(jìn)行合格檢測(cè)。其中，常規(guī)物理性能包括外觀、光澤、色差、附著力、抗沖擊強(qiáng)度、厚度和微觀性能，電性能包括紅外反射率和雷達(dá)反射率。涂層厚度為(0.5±0.1) mm，頻率范圍為8～18 GHz，反射率小于–5 dB，附著力≥5 MPa。檢查結(jié)果符合相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)相關(guān)材料符合當(dāng)前市場(chǎng)主流，具有較好的代表性。

2 自然環(huán)境試驗(yàn)設(shè)計(jì)

海洋大氣環(huán)境具有平均氣溫高、降水多、濕度大、潤(rùn)濕時(shí)間長(zhǎng)、日照時(shí)數(shù)高、太陽(yáng)輻射強(qiáng)、鹽霧濃度高等特點(diǎn)，對(duì)裝備表面隱身涂層腐蝕能力強(qiáng)[21-26]。選擇海南萬(wàn)寧試驗(yàn)站作為自然環(huán)境試驗(yàn)地點(diǎn)，該站屬于典型熱帶海洋大氣環(huán)境，具有較好的代表性。參照GJB 8893.1—2017《軍用裝備自然環(huán)境試驗(yàn)方法第1部分：通用要求》和GJB 8893.2—2017《軍用裝備自然環(huán)境試驗(yàn)方法第2部分：戶外暴露》，開展雷達(dá)涂層樣品的大氣自然環(huán)境暴露試驗(yàn)，戶外暴露試驗(yàn)面向赤道，與水平面呈現(xiàn)45°角。同時(shí)，開展雷達(dá)涂層樣品0°和45°不同暴露角度的考核對(duì)比試驗(yàn)，研究不同暴露角度對(duì)涂層體系性能/功能的劣化特征及規(guī)律。樣品試驗(yàn)信息見表1，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖1所示。鑒于自然環(huán)境試驗(yàn)時(shí)間還在開展過程中，本文選取已采集的第一年海洋大氣環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究對(duì)象為雷達(dá)吸波涂層，重點(diǎn)分析其常規(guī)物理性能變化。

表1 樣品試驗(yàn)信息

Tab.1 Sample test information

圖1 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

3 雷達(dá)吸波涂層性能變化

根據(jù)雷達(dá)吸波涂層主要功能作用、涂層樣品常規(guī)性能參數(shù)等，確定涂層性能檢測(cè)項(xiàng)目及方法，見表2。

表2 檢測(cè)項(xiàng)目與儀器

Tab.2 Test indicators and instruments

3.1 宏觀形貌

涂層戶外45°暴露12個(gè)月后，宏觀形貌變化不大，表層防護(hù)面漆未發(fā)生開裂、起泡等現(xiàn)象，表觀狀態(tài)良好。光澤和色差檢測(cè)結(jié)果分別見表3。可以看出，隨著試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)，雷達(dá)涂層樣品相對(duì)明度（Δ*）呈上升趨勢(shì)，明度（*）有所提高，試驗(yàn)12個(gè)月，Δ*為1.22。明度是表示涂層對(duì)可見光反射能力大小的亮度，明度提高表示涂層對(duì)可見光的反射能力增大。相對(duì)紅綠對(duì)比度（Δ*）和相對(duì)黃藍(lán)對(duì)比度（Δ*）隨著試驗(yàn)時(shí)間呈下降趨勢(shì)，涂層樣品顏色分別向綠色和藍(lán)色發(fā)展。色差值（Δ*）隨著試驗(yàn)時(shí)間呈上升趨勢(shì)，由3個(gè)月的0.96升至12個(gè)月的2.91。雷達(dá)吸波涂層的失光率隨著試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)先增大、后減小，檢測(cè)到的最大失光率為自然環(huán)境試驗(yàn)9個(gè)月時(shí)的34.0%，但光澤僅降低3.2。

表3 涂層樣品戶外暴露結(jié)果（45°）

Tab.3 Outdoor exposure result of coating samples (45°)

通過目視和放大鏡對(duì)涂層外觀進(jìn)行檢測(cè)，依據(jù)GB/T 1766—2008《色漆和清漆涂層老化的評(píng)級(jí)方法》對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)級(jí)，結(jié)果見表4?？梢钥闯?，雷達(dá)吸波涂層自然環(huán)境試驗(yàn)9個(gè)月時(shí)，失光率最高，失光率為3級(jí)（明顯失光），12個(gè)月后變色率為1級(jí)，即發(fā)生很輕微變色。綜合所有單項(xiàng)等級(jí)評(píng)定，L涂層自然環(huán)境試驗(yàn)12個(gè)月后，綜合等級(jí)為0級(jí)。

表4 涂層樣品戶外暴露外觀評(píng)級(jí)（45°）

Tab.4 Outdoor exposure appearance rating of coating samples (45°)

3.2 微觀形貌

3.2.1 金相形貌

涂層45°戶外暴露后表面的金相形貌如圖2所示。涂層表層為單層防護(hù)面漆。根據(jù)金相形貌，自然環(huán)境試驗(yàn)12個(gè)月后，防護(hù)面漆未發(fā)現(xiàn)開裂、粉化等現(xiàn)象，雖然表層面漆呈現(xiàn)模糊趨勢(shì)，但面漆整體仍較致密，且中間吸波功能層未出現(xiàn)裸露，樣品表層面漆防護(hù)作用仍較好。選取涂層樣板表面較為均勻的中間區(qū)域作為金相厚度試驗(yàn)部位，涂層表面為防護(hù)面漆，防護(hù)面漆未發(fā)生開裂、起泡、粉化等現(xiàn)象，對(duì)中間涂層起到很好的防護(hù)作用，雷達(dá)吸波功能層厚度沒有出現(xiàn)減薄的現(xiàn)象。

圖2 涂層樣品戶外暴露表面金相形貌（45°）

3.2.2 化學(xué)成分

涂層表面、截面微觀形貌以及截面元素分析結(jié)果如圖3—6所示?？梢钥闯?，試驗(yàn)12個(gè)月后，涂層表面仍比較致密。原始表層防護(hù)面漆主要含大量的C和O元素和少量的Si和Zn元素；雷達(dá)吸波功能層主要含大量的Fe（其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53.9%～84.1%）、C（其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.3%～36.7%）以及少量的O和Si元素；中間層主要是雷達(dá)吸收劑、環(huán)氧樹脂、偶聯(lián)劑和固化劑等；底漆為鋅黃底漆，主要含C和O元素（見表5）。

圖3 涂層樣品試驗(yàn)12個(gè)月后的表面形貌

圖4 涂層截面微觀形貌

圖5 涂層樣品原始截面元素分布

圖6 涂層樣品原始截面元素分布

表5 涂層樣品原始能譜分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

Tab.5 Original energy spectrum analysis results of coating samples (mass fraction) %

3.3 附著力

雷達(dá)吸波涂層樣品基體為碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。為提高吸波功能層（厚度為500 μm）與基體的結(jié)合力，基體表面均勻涂覆均勻的鋅黃底漆（40 μm）。涂層厚度大于250 μm，依據(jù)GB/T 5210—2006《色漆和清漆拉開法附著力試驗(yàn)》中的拉開法測(cè)試其附著力。一般而言，附著力隨暴露時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，但在試驗(yàn)周期、試驗(yàn)環(huán)境等多種因素影響下，也可能呈現(xiàn)波動(dòng)變化。自然環(huán)境試驗(yàn)6個(gè)月時(shí)，涂層附著力降低18%，而試驗(yàn)12個(gè)月時(shí)，附著力卻增大24%，雷達(dá)吸波涂層附著力和自然環(huán)境試驗(yàn)時(shí)間呈現(xiàn)非線性關(guān)系（見表6）。

涂層附著力檢測(cè)結(jié)果表明，附著力破壞方式包含基材100%內(nèi)聚破壞、面漆與中間漆內(nèi)聚破壞、面漆內(nèi)聚破壞3種破壞方式（見圖7），但以基材100%內(nèi)聚破壞為主，表明雷達(dá)吸波涂層本身的凝聚力大于涂層與基體之間的附著力。隨著自然環(huán)境試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)，涂層附著力破壞方式逐漸由基材100%內(nèi)聚破壞向涂層破壞轉(zhuǎn)變，表明自然環(huán)境對(duì)雷達(dá)涂層破壞方式的影響逐漸顯著。

表6 涂層樣品附著力測(cè)試結(jié)果

Tab.6 Adhesion test results of coating samples

圖7 涂層樣品拉開法測(cè)附著力破壞形式

拉開法測(cè)涂層附著力的測(cè)試結(jié)果較為復(fù)雜，其影響因素較多。附著力大小與被測(cè)樣品制備關(guān)系很大，如試樣制備粘接、表面打磨、膠的用量、固化時(shí)間以及壓重物的多少等諸多因素。在進(jìn)行附著力測(cè)試時(shí)，拉脫可能是涂層間凝聚性和涂層與基體的附著性拉脫共存，實(shí)際獲得的附著力平均值并不僅僅是涂層與基體之間純真的附著力值。另外，隱身涂層附著力大小與取樣環(huán)境的相對(duì)濕度也有一定關(guān)系，濕度大小與附著力大小呈負(fù)相關(guān)，濕度小，附著力大。根據(jù)萬(wàn)寧站在不同月份其相對(duì)濕度有所區(qū)別，對(duì)附著力的影響也不同。

綜合以上因素，附著力值并不是單純受自然環(huán)境因素影響的測(cè)試數(shù)據(jù)。隨著時(shí)間延長(zhǎng)，附著力值有所波動(dòng)，但涂層與基體的附著力是保證涂層滿足力學(xué)、物理和化學(xué)等使用性能的基本前提，其附著力值和附著力破壞方式的變化規(guī)律可作為是評(píng)價(jià)涂層質(zhì)量的指標(biāo)。

3.4 抗沖擊強(qiáng)度

涂層試驗(yàn)0～12個(gè)月的抗沖擊強(qiáng)度結(jié)果見表7。采用固定高度為50 cm的重錘落于涂層后用顯微鏡觀察，表層防護(hù)面漆未發(fā)現(xiàn)開裂、起皺及剝落等現(xiàn)象，表層防護(hù)面漆和吸波功能層無(wú)分層脫落現(xiàn)象，涂層與基體結(jié)合緊密。雷達(dá)涂層試驗(yàn)0～12個(gè)月后，抗沖擊強(qiáng)度仍為50 cm，該雷達(dá)涂層在高溫、高濕、高太陽(yáng)輻射、高鹽霧作用海洋大氣環(huán)境下，試驗(yàn)12個(gè)月后，其漆膜耐沖擊性較好。一方面，雷達(dá)吸波涂層本身性能較好，涂層厚度較寬（中間吸波層厚度為500 μm），使應(yīng)力集中得到緩和，不會(huì)發(fā)生因涂層與基體膨脹差而造成的涂層剝落現(xiàn)象，涂層附著力較好（10.7～ 16.6 MPa），涂層與基體附著力和涂層間凝聚力高，在高速率的重力沖擊下也不易導(dǎo)致雷達(dá)吸波涂層剝落開裂；另一方面，自然環(huán)境試驗(yàn)時(shí)間相對(duì)較短，環(huán)境因素（太陽(yáng)輻射、溫度、濕度、降水等）對(duì)涂層老化影響作用尚未充分顯示出來(lái)。

表7 涂層樣品沖擊強(qiáng)度

Tab.7 Impact strength of coating samples

3.5 紅外光譜

采用傅里葉紅外光譜儀檢測(cè)雷達(dá)吸波涂層樣品表層（防護(hù)面漆）基團(tuán)的變化。將試驗(yàn)前的樣品原始譜圖與經(jīng)過試驗(yàn)后的譜圖進(jìn)行比較，通過譜圖中特征基團(tuán)特征峰頻率的變化或強(qiáng)度的改變等，判別物質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。涂層原始和試驗(yàn)6、12個(gè)月后的紅外反射光譜圖見圖8。與原始譜圖進(jìn)行對(duì)比可以看出，雷達(dá)防護(hù)面漆主要特征吸收峰的強(qiáng)度、位置、形狀變化均不明顯，表明雷達(dá)吸波涂層防護(hù)面漆自然環(huán)境試驗(yàn)12個(gè)月后，物質(zhì)結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著變化。雷達(dá)吸波涂層特征吸收峰有：2 922.59、1 717.36、1 540.53、1 449.67、1 147.87、796.22、614.27、441.31、405.78 cm–1。

圖8 涂層樣品紅外光譜

3.6 電性能

涂層的雷達(dá)吸波曲線如圖9所示，涂層在2～18 GHz波段內(nèi)的反射率平均值見表8。可見，試驗(yàn)0～9個(gè)月的吸波曲線均呈“U”形，隨著頻率增大，雷達(dá)涂層反射率均先減小、后增大。8～18 GHz波段內(nèi)，雷達(dá)反射率均小于–6.0 dB。試驗(yàn)12個(gè)月，涂層樣品的吸波曲線先減小、后保持穩(wěn)定。在高頻段8～18 GHz內(nèi)，呈現(xiàn)波浪形，反射率基本保持不變，該波段吸波效果較好。試驗(yàn)0～12個(gè)月，最低反射率點(diǎn)基本保持在8～ 12 GHz，隨著試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)，最低反射率頻點(diǎn)向低頻方向偏移。根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定的合格帶寬設(shè)定為≤–5 dB，合格帶寬整體隨試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)而變寬。試驗(yàn)12個(gè)月后，合格帶寬最大，為11.56 dB。最小反射率隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)上下波動(dòng)，試驗(yàn)6個(gè)月時(shí)，樣品反射率最小，為–8.66 dB（見表9和圖10）。

圖9 涂層樣品吸波曲線

表8 涂層樣品不同頻段的平均反射率

Tab.8 Average reflectivity of coating samples in different frequency bands dB

表9 涂層樣品雷達(dá)最小反射率和合格帶寬

Tab.9 Minimum radar reflectivity and qualified bandwidth of coating samples

圖10 涂層樣品的合格帶寬和最小反射率

4 結(jié)果分析

通過分析雷達(dá)吸波涂層海洋大氣環(huán)境試驗(yàn)第一年的性能變化情況，分析得到以下變化規(guī)律：

1）從宏觀形貌看，涂層明度呈上升趨勢(shì)，12個(gè)月共增加1.22。顏色向綠色和藍(lán)色發(fā)展。色差值隨著試驗(yàn)時(shí)間呈上升趨勢(shì)，由3個(gè)月時(shí)的0.96升至12個(gè)月的2.91。失光率先增大、后減小，最大失光率為9個(gè)月時(shí)的34%，但光澤降低很少。外觀綜合評(píng)級(jí)等級(jí)為0級(jí)。

2）從微觀形貌看，金相形貌方面，雖然涂層表層面漆呈現(xiàn)模糊趨勢(shì)，但整體仍較致密，未發(fā)現(xiàn)開裂、粉化等現(xiàn)象，雷達(dá)吸波功能層厚度未減薄?；瘜W(xué)成分方面，涂層防護(hù)面漆以C和O為主，功能層以Fe和C為主，中間層主要是雷達(dá)吸收劑、環(huán)氧樹脂、偶聯(lián)劑和固化劑等，底漆主要含C和O元素。

3）從附著力看，涂層附著力和自然環(huán)境試驗(yàn)時(shí)間呈現(xiàn)非線性關(guān)系，6個(gè)月時(shí)附著力降低18%，試驗(yàn)12個(gè)月增大24%。附著力值并不單純受自然環(huán)境因素影響，隨時(shí)間延長(zhǎng)，其值有所波動(dòng)。

4）從抗沖擊強(qiáng)度和紅外光譜看，12個(gè)月涂層抗沖擊強(qiáng)度保持不變，防護(hù)面漆主要特征吸收峰的強(qiáng)度、位置、形狀變化均不明顯。

5）涂層在2～18 GHz的頻率范圍內(nèi)，其吸波曲線大體呈“U”形。隨著自然環(huán)境試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，雷達(dá)吸波涂層的合格帶寬（≤–5 dB）有所增大，并且最低反射率向低頻方向偏移。

5 結(jié)語(yǔ)

為研究隱身涂層海洋大氣環(huán)境效應(yīng)，設(shè)計(jì)制作了一種雷達(dá)吸波涂層樣品，并選擇海南萬(wàn)寧試驗(yàn)站開展戶外自然環(huán)境試驗(yàn)，重點(diǎn)分析了第一年涂層性能變化規(guī)律。根據(jù)分析結(jié)果，12個(gè)月自然環(huán)境試驗(yàn)時(shí)間相對(duì)較短，除紅外形貌和附著力發(fā)生了一定變化，雷達(dá)吸波涂層金相形貌、微觀性能、抗沖擊強(qiáng)度、紅外光譜等常規(guī)物理性能總體變化不明顯。一方面，雷達(dá)吸波隱身涂層制作工藝較好；另一方面，在試驗(yàn)時(shí)間相對(duì)較短情況下，海洋大氣環(huán)境對(duì)涂層老化影響作用尚未充分顯示出來(lái)，尚需要結(jié)合更長(zhǎng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。

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Experimental Study on Applicability of Radar Absorbing Coating to Marine Atmospheric Environment

SU Xing-tao, SUN Jing-zhe, ZHU Xiao-lei

(Beijing Institute of Applied Meteorology, Beijing 100029, China)

The work aims to analyze the change rule of radar absorbing stealth coating in marine atmospheric environment. The conventional physical properties and electrical properties of the coating at different stages within 12 months were examined, including macroscopic morphology, metallographic morphology, microscopic properties, adhesion, impact strength and infrared spectrum. In terms of macroscopic morphology, the brightness and chromatic aberration of the coating increased. The brightness increased by 1.22 and the chromatic aberration increased by 2.91 within 12 months and the color turned green and blue. The loss of light firstly increased and then decreased, with the maximum value of 34% in the 9thmonth. The adhesion of the coating was nonlinear with the test time, and decreased by 18% in the 6thmonth and increased by 24% in the 12thmonth. The radar wave absorption curve was approximately in the shape of "U" within the frequency of 2-18 GHz, and the lowest reflectivity shifted to the low frequency direction with time. The overall change of metallographic morphology, microscopic properties, impact strength and infrared spectrum characteristics of the coating was not clear. Within 1 a, the natural marine atmospheric environment has a certain effect on the conventional physical and electrical properties of radar absorbing stealth coating. However, under the condition of relatively short test time, the effect of marine atmospheric environment on coating aging has not been fully demonstrated, which needs to be further analyzed in combination with longer-term test data.

stealth coating; radar absorbing; preparation; physical properties; electrical properties; marine atmospheric environment

2022-04-29；

2022-07-01

SU Xing-tao (1984-), Male, Doctor, Senior engineer, Research focus: atmospheric environment simulation.

宿興濤, 孫敬哲, 朱曉蕾. 雷達(dá)吸波涂層海洋大氣環(huán)境適用性試驗(yàn)研究[J]. 裝備環(huán)境工程, 2023, 20(2): 017-025.

TJ05；TJ06

A

1672-9242(2023)02-0017-09

10.7643/ issn.1672-9242.2023.02.003

2022–04–29；

2022–07–01

國(guó)防科技基礎(chǔ)加強(qiáng)計(jì)劃（2021-JCJQ-JJ-1058）

Fund：National Defense Science and Technology Foundation Strentthening Program (2021-JCJQ-JJ-1058)

宿興濤（1984—），男，博士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榇髿猸h(huán)境仿真。

SU Xing-tao, SUN Jing-zhe, ZHU Xiao-lei.Experimental Study on Applicability of Radar Absorbing Coating to Marine Atmospheric Environment[J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(2): 017-025.

責(zé)任編輯：劉世忠