500MHz到100GHz频谱的吸波材料的能力。普莱西公司的系列产品包括窄波段和宽波段材料,它们适用于飞机、导弹、直升机、无人飞机以及舰船表面等。德国的MBB公司正在生产宽、窄波段RAM系列产品,主要有多级层材料、宽波段RAS20,寄生FUL10/14合成橡胶、调谐窄波段FM和宽波WUF20[6]。
目前的隐身舰艇和隐身飞机上所使用的吸波涂料和吸波材料,主要是针对厘米波雷达的,而对米波、毫米波、红外波段雷达等传感器,其隐身效果就大大下降。在长波雷达面前就更加“原形毕露”。世界各国已经使用或正在研制中的超视距雷达、激光雷达、多频信号雷达、无源雷达等,都具有较强的反隐身能力。世界上正在研制的第四代超音速歼击机,机体结构采用复合材料、翼身融合体和吸波涂层,使其真正具有了隐身功能,而电磁波吸收涂料和电磁、屏蔽涂料已开始在隐身飞机上涂装。美国、俄罗斯等国家新一代空对地、地对空导弹的隐身正朝着轻质、宽频带吸波、可喷涂、具有空气动力学和热稳定性良好的隐身材料方向发展。据报道,法国最近宣布研制成功一种宽频带雷达吸波材料涂层—纳米CoNi 超微粉,该材料复磁导率,在0.1~18GHz频段内,均大于6,大大超过金属微粉磁导率理论值3的限制;美国研制的“超黑粉”纳米吸波材料,对雷达波的吸收率大于99%。磁性纳米颗粒、纳米颗粒膜和多层膜是纳米材料作隐身材料的主要形式。
在电磁波吸波材料的研究开发方面,国内水平在8~18GHz 频率范围内,全频段吸收率为10dB,面密度为5kg/m2,厚度为2mm。
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本项目所研究的钆-铁氧体复合吸波纳米粉体材料,是根据钆-铁氧体复合体组成的元素电子轨道特性所设计,通过前期试验结果分析,此种吸波材料可大大降低其比重,改变其磁、电、光等物理性能。当铁氧体颗粒尺寸减小后,在电磁波作用下,更多的微粒磁畴内电子作急剧循环运动增加磁畴消耗,令电磁能量急剧衰减,从而提高铁氧体的吸波性能。本项目至今未见有相关文献资料报道。
(四)项目申请单位、主要合作申请单位及项目主要负责人的基本情况
本项目组中,(1) 项目申请单位江西省科学院应用化学研究所隶属于江西省科学院,主要从事高分子材料、有机合成、稀土冶金与分离及应用、农副产品资源化深加工和食品化学等领域产品研究开发,现有高级研究开发人员20人,其中7人为正高,获政府特殊津贴四人。人员专业齐全,承担过国家 “六五”、“七五”、“八五”、“九五”、“十五”重点攻关项目,省科委.省计委.省经贸委等省部级项目138项,近年来获得省科学技术进步奖七项,其中二等奖2项.三等奖5项;三项获经贸委新产品奖,数十项已在企业推广应用,业已形成产业,取得较好的经济和社会效益。所直属研究室有高分子材料研究室、有机化学研究室、食品技术开发中心、稀土化学研究室、功能材料研究室、矿产综合利用研究室、新产品开发室。所控股企业有江西省科院天工科技有限公司(主要从事特种涂料、胶粘剂及防腐耐磨材料等系列产品的生产)。参加项目的科技人员由研究所新组建的江西省科
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学院涂附材料研究工程中心科研人员组成,中心研究与开发领域范围:特种高分子胶粘剂、非金属耐磨材料(衬里)及自润滑固体和液体材料、特种涂料(吸波涂料、防腐涂料、高温耐磨抗蚀涂料、稀土荧光涂料、防水抗渗涂料等)、建筑内外墙功能涂料、塑胶涂附材料、纳米功能涂附材料。 (2) 项目合作单位江西洪都航空工业集团公司飞机设计研究所参加本项目的科技人员长期从事飞机和有关飞行器的研究,在隐身技术和吸波材料的应用研究中具有独特关键技术的研究成果。
项目主要负责人:
(1)程斌,男,1955年11月生,研究员;1982年1月毕业于华东工程学院化学工程系炸药合成专业,在军工单位工作四年,1985年底调入江西省科学院应用化学研究所,长期从事高分子化学与高分子材料、精细化工、腐蚀与防腐化学及天然产物分离与提取的应用研究与开发工作,曾主持参与多项国家、省部级科研项目,多次获院、所先进工作者,工会积极分子奖励。1999-2001年曾任江西恒大高新技术实业有限公司总工、副总经理,在高温涂料、高温耐磨衬里材料、设备防腐、金属喷涂等生产技术和施工技术进行了创新性研究与指导。
1992年参加中国民主同盟,为十届、十一届民盟江西省代表大会委员,民盟江西省委科技工作委员会副主任。2002年任副所长,从事所科研管理,组织所科研项目的申报和产品转化,并组建江西省
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科院天工科技有限公司,任公司总经理。2002年当选江西省第九届省政协委员。
(2)张弘,男,1962年9月生,研究员高工,1983年毕业于华东工程学院机械系火炮制造专业,同年分配到江西洪都机械制造厂后长期从事飞机设计,现任江西洪都航空工业集团公司飞机设计研究所所长,集团公司飞机总设计师。
(五)有关本项目的现有工作基础和支撑条件
1. 项目申请单位江西省科学院应用化学研究所和合作企业江西省科院天工科技有限公司(研究所所属企业)的科技人员由新组建的江西省科学院涂附材料研究工程中心科研人员组成,组员长期从事高分子材料、无机功能材料、特种涂料和特种胶粘剂的研究;本项目进行了前期试验,并在洪都航空工业集团航空飞机研究所进行了定性测试,其效果较好。
2. 江西洪都航空工业集团公司飞机设计研究所EMC测试站是为国家重点型号投入建设的配套设施,EMC测试设备是从德国R&S公司引进的,EMC测试站设备齐全,具有强大测试和检测功能。EMC测试站测试站技术力量雄厚,现有高工3人、工程师2人、设计员2人,专为各类民用、军用设备和复合材料、隐身材料提供EMC测试服务和技术支持。
二、项目研究目标、思路与依据
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本项目在前期研究工作中,在改进铁氧体配方方面,将立方晶系、六方晶系和反铁磁铁氧体通过改变铁氧体的化学成分、混合量和表面处理等综合技术上,提高铁氧体吸波性能取得较大进展。单一铁氧体材料难以满足吸波频带宽、厚度薄和面密度小的要求,在W型铁氧体复合电磁波吸波材料中掺入微量稀土氧化物制得的复合材料,其能全面大幅度提高材料的吸波特性, 而且匹配厚度有所减少。多数稀土族元素的4f壳层不满,因而有固有原子磁矩。本项目采用稀土钆氧化物具有简单的铁磁/顺磁转变,其他稀土氧化物具有复杂的磁序转变。
本项目的研究方向:从吸波材料的吸波性能比较、纳米吸波材料的特性,以及对吸波材料的作用机理与发展动向研究表明,纳米级钆-W型铁氧体吸波材料具有良好的发展前景;本项目研究纳米级钆-W型铁氧体吸波涂层及吸波性质。
本项目的技术路线:
1. 纳米级钆-W型铁氧体吸波材料的研制
本项目已开展了纳米级钆-W型铁氧体的研究并获得初步研究成果。利用柠檬酸盐溶胶-凝胶法,将体系中的阳离子络合于具有多官能团的柠檬酸分子上,达到原子级上的均匀混合,通过高温烧灼,有机物挥发,可制备高纯度复合氧化物。迄今为止未见采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法制取钆-W型铁氧体材料的报道。本项目研究采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法制取钆-W型铁氧体材料。SEM电镜研究表明,制得的钆-W型铁氧体材料尺寸为纳米级;X衍射研究表明制得的钆-W型铁
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