納米氧化鋅在隱身技術(shù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

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　隨著軍事高技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界各國防御體系的探測(cè)、跟蹤、攻擊能力越來越強(qiáng)，陸、海、空各兵種地面軍事目標(biāo)的生存能力以及武器系統(tǒng)的突防能力日益受到嚴(yán)重威脅。為了提高國防體系中地面軍事目標(biāo)的生存力與武器系統(tǒng)的突防和縱深打擊能力，發(fā)展和應(yīng)用隱身技術(shù)成為國防體系發(fā)展的重要方向。而隱身材料又是隱身技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)。因而國內(nèi)外近年來掀起了隱身材料的研究熱潮。 目前己在使用和尚在研制的新型隱身材料有：寬頻帶吸波劑、高分子隱身材料、 手征隱身材料、納米隱身材料等。而近年來關(guān)于納米材料具有高的電磁波吸收系數(shù)越來越多的報(bào)道，引起了軍事科技人員極大的興趣。

　　圖一 新型隱身材料應(yīng)用于軍屬領(lǐng)域

　　納米氧化鋅也是納米隱身材料中的研究熱點(diǎn)之一。納米氧化鋅是一種非常有 發(fā)展前途的新型軍用雷達(dá)波吸收劑，具有輕質(zhì)、厚度薄、顏色淺、吸波能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　一、納米氧化鋅的制備方法

　　納米氧化鋅的化學(xué)制備方法種類繁多，新工藝層出不窮，如液體-固體-溶液相轉(zhuǎn)移與分離法，但研究較多的主要有沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法、水熱(溶劑熱)法等。

　　1、沉淀法

　　沉淀法一般分為直接沉淀法與均勻沉淀法。直接沉淀法是在可溶性鋅鹽溶液中加入沉淀劑制得氧化鋅前驅(qū)體，將其洗凈后在一定溫度下熱分解得納米氧化鋅。常見的沉淀劑為氨水、碳酸氫銨等。而前驅(qū)物為Zn(OH)2、Zn2(OH)2CO3等 。

　　2、溶膠-凝膠法

　　溶膠凝膠法是制備超微顆粒的一種濕化學(xué)法。其基本原理是將金屬無機(jī)鹽或 金屬醇鹽溶于溶劑中形成均勻的溶液，溶質(zhì)與溶劑產(chǎn)生水解或與醇反應(yīng)，反應(yīng)生成物經(jīng)聚集后，一般生成納米級(jí)粒子并形成溶膠。

　　3、微乳液法

　　兩種互不相溶液體在表面活性劑作用下形成的熱力學(xué)穩(wěn)定的、各向同性、外 觀透明或半透明、粒徑在1-100 nm的分散體系則稱為微乳液。微乳液通常是由表面活性劑、助表面活性劑、油和水組成的透明的、各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。

　　4、水熱(溶劑熱)法

　　水熱合成法是液相中制備超微顆粒的一種新方法。一般是在100-150oC溫度 下和高氣壓環(huán)境下實(shí)現(xiàn)從原子、分子級(jí)的微粒構(gòu)筑和晶體生長。溶劑為水稱水熱法，為其它溶劑如乙醇、異丙醇等時(shí)稱溶劑熱法。

　　圖二 納米氧化鋅的SEM圖

　　二、納米氧化鋅作為隱身材料的基本原理及應(yīng)用

　　隱身材料是用于降低軍事目標(biāo)可探測(cè)性的材料。材料隱身的基本原理是降低 目標(biāo)自身發(fā)出的或反射外來的信號(hào)強(qiáng)度;或減少目標(biāo)與環(huán)境的信號(hào)反差，使其低 于探測(cè)器的門檻值;或使目標(biāo)與環(huán)境反差規(guī)律混亂，造成目標(biāo)幾何形狀識(shí)別上的困難。目前雷達(dá)在各種探測(cè)器中仍占主導(dǎo)地位，因此雷達(dá)波隱身材料是隱身技術(shù) 中最主要和發(fā)展最快的隱身材料。雷達(dá)波隱身材料的基本性能要求是吸收雷達(dá) 波，因而這種材料又稱為雷達(dá)吸波材料。

　　雷達(dá)吸波材料是通過吸收衰減入射的能量以減少反射能量，降低軍事目標(biāo) 可探測(cè)性。吸波原理通常是以下3類：一是雷達(dá)波作用于材料時(shí)，材料吸收雷達(dá)波的能量，并通過產(chǎn)生電導(dǎo)損耗、高頻介質(zhì)損耗、磁滯損耗等，使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)掉;二是使雷達(dá)波在材料表面的反射波能量分散到目標(biāo)表面的各個(gè)部 分，減少雷達(dá)接收天線方向上散射的電磁能;三是使雷達(dá)波在材料表面的反射波與進(jìn)入材料后在材料底層的反射波疊加產(chǎn)生干涉相消。

　　圖三 波與物質(zhì)作用示意圖

　　氧化鋅是一種直接帶隙的多功能寬禁帶新型無機(jī)半導(dǎo)體材料。在室溫下禁帶 寬度為3.37 eV，激子束縛能高達(dá)60 MeV，具有良好壓電特性，在紫外光發(fā)射材料、透明導(dǎo)電、場發(fā)射顯示器件、太陽能電池與氣體傳感器、紫外半導(dǎo)體光電器件材料方面有著廣泛應(yīng)用。近年來人們發(fā)現(xiàn)氧化鋅是不錯(cuò)的吸波材料，引起了人們極大的興趣。

　　納米氧化鋅是一種新型多功能的無機(jī)材料，在聲、磁、光、電等方面具有很多優(yōu)異性能，并且現(xiàn)在工業(yè)化生產(chǎn)各種形狀的納米氧化鋅已得以實(shí)現(xiàn)，因此，隨著研究的日益深入，納米氧化鋅將可能成為一類多功能復(fù)合型吸波隱身材料。

　　圖四 納米氧化鋅應(yīng)用于隱身材料

　　作者：谷雨