納米氧化鋅在隱身技術中的應用研究進展

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　隨著軍事高技術的迅猛發展，世界各國防御體系的探測、跟蹤、攻擊能力越來越強，陸、海、空各兵種地面軍事目標的生存能力以及武器系統的突防能力日益受到嚴重威脅。為了提高國防體系中地面軍事目標的生存力與武器系統的突防和縱深打擊能力，發展和應用隱身技術成為國防體系發展的重要方向。而隱身材料又是隱身技術最重要的環節。因而國內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。而近年來關于納米材料具有高的電磁波吸收系數越來越多的報道，引起了軍事科技人員極大的興趣。

　　圖一 新型隱身材料應用于軍屬領域

　　納米氧化鋅也是納米隱身材料中的研究熱點之一。納米氧化鋅是一種非常有 發展前途的新型軍用雷達波吸收劑，具有輕質、厚度薄、顏色淺、吸波能力強等優點。

　　一、納米氧化鋅的制備方法

　　納米氧化鋅的化學制備方法種類繁多，新工藝層出不窮，如液體-固體-溶液相轉移與分離法，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法。其基本原理是將金屬無機鹽或 金屬醇鹽溶于溶劑中形成均勻的溶液，溶質與溶劑產生水解或與醇反應，反應生成物經聚集后，一般生成納米級粒子并形成溶膠。

　　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穩定的、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、各向同性的熱力學穩定體系。

　　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 下和高氣壓環境下實現從原子、分子級的微粒構筑和晶體生長。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用

　　隱身材料是用于降低軍事目標可探測性的材料。材料隱身的基本原理是降低 目標自身發出的或反射外來的信號強度;或減少目標與環境的信號反差，使其低 于探測器的門檻值;或使目標與環境反差規律混亂，造成目標幾何形狀識別上的困難。目前雷達在各種探測器中仍占主導地位，因此雷達波隱身材料是隱身技術 中最主要和發展最快的隱身材料。雷達波隱身材料的基本性能要求是吸收雷達 波，因而這種材料又稱為雷達吸波材料。

　　雷達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 可探測性。吸波原理通常是以下3類：一是雷達波作用于材料時，材料吸收雷達波的能量，并通過產生電導損耗、高頻介質損耗、磁滯損耗等，使電磁能轉化為熱能散發掉;二是使雷達波在材料表面的反射波能量分散到目標表面的各個部 分，減少雷達接收天線方向上散射的電磁能;三是使雷達波在材料表面的反射波與進入材料后在材料底層的反射波疊加產生干涉相消。

　　圖三 波與物質作用示意圖

　　氧化鋅是一種直接帶隙的多功能寬禁帶新型無機半導體材料。在室溫下禁帶 寬度為3.37 eV，激子束縛能高達60 MeV，具有良好壓電特性，在紫外光發射材料、透明導電、場發射顯示器件、太陽能電池與氣體傳感器、紫外半導體光電器件材料方面有著廣泛應用。近年來人們發現氧化鋅是不錯的吸波材料，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材料，在聲、磁、光、電等方面具有很多優異性能，并且現在工業化生產各種形狀的納米氧化鋅已得以實現，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合型吸波隱身材料。

　　圖四 納米氧化鋅應用于隱身材料

　　作者：谷雨