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舰船新型涂料的研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-04-12  来源:中国电镀网  浏览次数:6838   关注:加关注

(1)传统的沥青系和油性系;(2)以环氧、乙烯、环氧沥青、乙烯沥青和氯化橡胶树脂为主体的高性能船底防锈涂料;(3)新型高性能船底防锈涂料,主要包括改性环氧、玻璃鳞片涂料、氟树脂涂料等。

2.3舰用特种功能涂料

舰船特种涂层材料是舰船装备不可缺少的组成部分。它涉及的领域包括:耐高温、防热、防火、吸声阻尼、吸波、光学伪装等,主要有舰用雷达吸波隐身涂,料、吸收声纳波涂层、红外隐身涂层、抗热辐射涂料、飞行甲板防滑涂料、耐高温涂料等,尽管其用量不大,但它已是舰船不可缺少和替代的配套材料,而且随着武器装备现代化进程的加快,特种涂层材料在舰船的各部位所起的作用越来越大。

2.3.1舰用吸波涂料

吸波涂料是能够吸收投射到它表面的电磁波能量,并通过材料的损耗转变成热能的一类涂料。吸波涂料一般主要由吸收剂和粘结剂组成。其中,具有特

定电磁参数的吸收剂决定了吸波涂料的吸波性能;粘结剂是涂料的成膜物质,它能使涂层牢固粘附于被涂物表面从而形成连续膜。吸波涂料一般根据吸收剂不同可分为以下种类:铁氧体吸波涂料、拨基铁吸波涂料、金属超细粉末或金属氧化物磁性超细粉末吸波涂料、陶瓷吸波涂料、纳米吸波涂料、放射性同位素吸

波涂料、导电高分子吸波涂料、视黄基席夫碱盐类吸波涂料、手征性吸波涂料、掺杂高损物吸波涂料和稀土元素吸波涂料等。

海军装备对雷达、红外、激光、声、磁等各种探测信号的隐蔽性差异,将在很大程度上决定海军的作战能力。因此,海军舰艇的隐身越来越受到关注。其中,由于雷达探测距离远,受气候影响小而成为远程探测和制导反舰武器最常用的手段,因此,对舰艇的威胁也最大。故雷达波隐身技术已成为水面舰艇隐

身技术的重点与标志。

法国于19%年前后建造的3600t护卫舰“拉菲特”号,通过船体及上层结构呈平滑设计,所有暴露部位都采用吸波材料处理等措施,其雷达散射截面低于1000m2,与500t级的沿海巡逻舰相当。瑞典于2000年建造的YS-2000系列隐身护卫艇,除采用隐身外形设计外,舰体采用吸波结构材料和涂覆吸波涂料,其RCS为几十平方米以下,达到全隐身的目标。

西方国家已将隐身技术看作是增强舰艇战斗力的新的突破点,从发达国家海军的新研、新建计划看,几乎所有下一代的主战舰艇都采用雷达隐身技术,且隐身水平普遍得到提高,达到了中级(7一15dB)和高级(20一40dB)水平。据有关专家介绍,俄罗斯舰船多功能隐身材料包括了可见光迷彩、红外、雷达(0.8-20GHz)等隐身技术,厚度为6mm,面密度达10-12k岁mz。美国在研DD21驱逐舰的RCS达到几十平方米乃至几平方米以下,如此小的RCS在海杂波的掩护下,要想发现和攻击是困难的。前苏联从1958年开始在G级SSN型潜艇上敷射消声瓦吸收声纳波涂层,该消声瓦是由低频吸收层、高频吸收层和防污层组成的多层结构。

研究高性能、宽频带吸波涂料以展宽有效频带、实现多频谱隐身效果,同时,研究各种新的吸收剂,探讨新的吸波机理,以满足吸波涂层所追求的“薄、轻、宽、强”的目标[81,这是吸波涂料未来发展的主要方向。

吸波涂料是军事上的主要隐形材料之一,在民用产品上的应用也相当广泛。如人体安全防护、微波暗室消除设备和通讯及导航系统的电磁干扰、安全信息保密、整机性能改善、信噪比的提高、电磁兼容以及波导或同轴吸收元件、广播电视发射台的电磁辐射防护、科学和医疗设备电磁辐射防护、日常生活用品如微波炉、手机的电磁辐射防护等方面都应用了吸波涂料。

2.3.2纳米隐身涂料

隐身涂料是覆盖在武器系统结构上的隐身材料。按其功能可分为雷达隐身涂料、红外隐身涂料、可见光隐身涂料、激光隐身涂料、声纳隐身涂料和多功能隐身涂料等。纳米涂料一般都是由纳米材料与有机涂料复合而成的,更科学地讲应称作纳米复合涂料(Nanocompositecoating)。经过几十年的发展,隐身涂料作为隐身技术的关键技术之一,已不仅仅用于飞船导弹等飞行器上,而且已应用到海军舰艇、隐身装甲车、隐身水雷、隐身火炮、隐身坦克、隐身车辆、隐身雷

达、隐身通讯系统、隐身工程、隐身工事、隐身机器人、

隐身作战服和红外隐身照明弹等技术装备上。纳米级材料在舰船涂料中的应用领域有:(1)吸收雷达波涂层。纳米材料的特殊效应有可能为舰船型吸波涂料提供新的途径和新的吸波机理。(2)舰船红外隐身涂层。纳米氧化铝、氧化铁、氧化硅和氧化钦的复合粉体与高分子纤维结合对中红外光波段有很强的吸收性能,这种复合体对该波段的红外探测器有很好的屏蔽作用、既具有优良的吸收雷达波的特性,又有良好的吸收和耗散红外线的性能,具有明显的隐身功能。(3)潜艇伪装涂料。潜艇伪装涂料的技术关键是涂料的湿反射率和耐老化性。应用纳米级的深色颜料,可能是降低伪装涂料的湿反射率和提高耐老化性的有效途径。(4)超耐候的船壳漆。纳米二氧化钦具有吸收紫外线的效应,可提高涂料的耐老化性。它们都可以发展为主要添加剂之一。(5)船舶舱室内抗霉涂料。纳米二氧化钦、纳米氧化锌等纳米材料可作为对人体无毒、抗菌范围广、热稳定性优良的抗菌剂。

可以利用纳米材料的抗菌作用,制备舱室内的新型高效防菌防霉材料和涂料。(6)新型高效船底防污涂料。采用纳米级防污剂,如。纳米氧化亚铜、纳米氧化锌等,或者采用微胶囊技术可能是一个有效的途径。(7)船舶阻燃材料和涂料。某些纳米微粒具有阻燃功能,如纳米氧化锌可以作为阻燃剂添加到船舶舱

的室内装饰材料中或配制成阻燃涂料,以提高船舶非金属装饰材料和阻燃涂料的防火性。

2.3.3其它新型涂料

2.3.3.1防滑涂层

舰载飞机甲板防滑涂层主要指航空母舰、大型驱逐舰等军舰起降飞机和停泊飞机所配备的特有的防滑涂层,它具有不同于一般舰船防滑甲板涂层的特点。据其在舰船甲板上使用位置的不同,主要分为飞行甲板用防滑涂层、偏流板用防滑涂层和机库甲板用防滑涂层。其中,飞行甲板防滑涂层又可分为着降区和非着降区甲板防滑涂层。而根据其所用材料的不同,可分为树脂基防滑涂层和金属基防滑涂层;根据涂装方法的不同又可分为喷涂甲板防滑涂层和辊涂甲板防滑涂层。

树脂基和金属基防滑涂层已在美军舰船上应用多年,其性能比较稳定,并已形成一系列产品。树脂基防滑涂层主要用在飞行和飞机库甲板上。金属喷涂防滑涂层主要用在喷气式飞机的偏流板上,特别是用在带有冷却槽的偏流板表面,它能使喷气式飞机耐高温、高速气流的磨蚀。现在对树脂基和金属基防滑涂层的研究主要集中在材料性能完善以及特定性能的提高上。

2.3.3.2潜艇特征信号控制涂层

潜艇的声学特征控制技术是一门综合应用技术。声隐身涂层由于具有阻尼、隔声和消声作用已应用于潜艇中。声隐身涂层材料主要有隔声材料和消声材料、聚氨醋声隐身涂料等。

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