F35、歼20和T57如何能隐身,外涂层材料含有钨?

第五代战斗机是依照军事上对喷气式战斗机的划时代标准,目前世界现役机种最先进的一代战斗机,其较前一代战斗机最大的特点就是低可侦测性技术的全面运用,并具备高机动性、先进航电系统、高度集成计算机网络,具备优异的战场态势感知能力以及信息融合能力。

目前,地球上研制出五代战机只有中美俄三国,目前服役的第五代战斗机是美国的F-22、F-35,俄国的T-57和中国歼-20、歼-31。

歼20图片

五代战机最重要的刚需就是“隐身”,就是如何骗过“雷达”的追踪,需要整部战机360度无死角地吸收或消化雷达波,所以说战机的材料是非常重要的,而整部产机最特殊最需在攻克的材料,应该就是座舱玻璃了。作为驾驶员的近距离窗口,它比战机其它部分要求更高。既要有透光度,又要能要防飞鸟撞击,还要能能挡紫外线并具有高水平准的耐高温和保温作用,当然最终的硬指标还是能“隐身”。得益于我国强大的工业制造实力及丰富的钨、稀土等战略资源,近年来材料技术进步飞快,自主完成歼-20的大部分制造材料也就顺其自然。

那么说到飞机的隐身,逃避雷达的追踪,我们就不得不提到一种材料——吸波材料。顾名思义,吸波材料就是指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量,从而减少电磁波的干扰的一类材料。在工程应用上,除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外,还要求它具有耐极限高低温、耐湿、高抗腐蚀等性能。用于航天的吸波材料一定为是多种材料的复合体,其可能包含纳米材料、金属纤维材料、“手征”材料、导电高聚物及电路模拟吸波材料等,它们具有不同特性的吸波机制。在航天科研领域,纳米级的氧化钨是一种常用的吸波材料。

大家可能会认为,钨是一种高密度的金属,用于航天工具上会增加战机的重量,所以应用很难,这里小编需要大家把钨合金和纳米氧化钨涂层的概念分开,涂层一般是没有多少重量的。那么,氧化钨有什么特点能作为飞机的吸波材料呢?

纳米氧化钨是一种n型半导体材料,具有光致变色、电致变色、热致变色和气体敏感性等独特的物理性质,其颜色变化可以通过变化照射波长、改变温度或施加电压而达到,能够广泛应用于光转化系统、电化学发光、传感器器件等技术领域。

纳米氧化钨最广受关注的是零维材料(量子点),一维材料(纳米线)和二维材料(类石墨烯单层纳米片),这其中,一维材料氧化钨纳米线是目前被研究较多的吸波材料,研究人员曾对氧化钨纳米线的电磁波吸收性能进行测试,当氧化钨纳米线吸收层的厚度为1.5毫米时,在16.7GHz处得到最优吸波性能,最高反射损耗达到-40.5dB,表明氧化钨纳米线是非常好的吸波材料,能够应用于电磁屏蔽技术领域和战斗隐身技术领域,并能提高电磁设备的兼容性,加强对信息技术的保护,更好地保护操作电磁辐射设备的人员的身体健康。

不仅于此,在下一代的吸波材料研究中,还有一种被称为“手征材料”的纳米涂层被重点关注。科学家在对氧化钨的深入研究中发现,氧化钨和硒组成的单层二硒化钨是一种极其特别的“手征”材料,这种材料的声子,在原子晶体中集体振动,自然而然地朝着某个方向旋转,这种属性被称为手征性——类似于人类的左手和右手彼此镜像但不完全相同,这类手征性材料能够减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波。手征性材料与一般吸波材料相比,具有吸波频率高、吸收频带宽的优点,并可通过调节旋波参量来改善吸波特性。在提高吸波性能、扩展吸波带宽方面具有很大潜能,有望成为未来新一代的战机吸波材料。

再说到我们的歼-20涂层材料,实际上,我国的第五代战机除了发动机之外,在涂层技术、气动结构及材料结构上不逊于美帝的F22或F35的,单从涂层技术来说,或许还更先进。从歼20的涂层技术就能看出我国近年来在材料科技工业中所取得的巨大成就。除此之外,由于中国是钨、钼、稀土等基础稀有金属的原料大国,我们拥有最强力的原材料保障,生产出高纯度、高性能的优质纳米氧化钨、氧化稀土等材料已易如反掌,相信随着我国钨钼等稀土金属生产加工技术的不断进步和航空工业的跨越式发展,未来我们航空科技材料技术会越来越先进。

 

 

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