（报告出品方/作者：中航证券，张超、梁晨）

四、其他重点结构及功能材料篇

对于一些具有优异功能的先进材料，往往并没有办法以具体某种成分，类别属性进行区分，因此本篇重点介绍一些应用前景较好的重点结构及功能材料，如隐身材料、先进陶瓷材料等。

1、隐身材料——武器装备隐身的物质基础

1.1、隐身材料是军工装备隐身技术发展过程中的核心环节

隐身技术是在一定的探测环境中，通过缩减、控制目标的各种特征信号，降低其可探测性，使其难以被发现、跟踪、识别和攻击的综合性技术。隐身技术能有效地提高武器装备的生存、突防能力和作战效能。武器装备的隐身能力可以通过外形设计、使用隐身材料以及电子干扰等手段来实现。外形设计是通过武器装备的外形设计尽量降低其雷达散射截面，但因受到战术技术指标和环境条件的限制，进行理想设计有相当大的难度，因此隐身材料成为隐身技术的重要技术途径，隐身材料的研制和应用也成为评价一个国家隐身技术先进性的主要指标。

隐身材料的功能或者分类主要针对探测技术而言，可分为雷达隐身、红外隐身、可见光隐身、激光隐身、声隐身、磁隐身以及多频谱隐身等。对于目前的主要作战装备而言，重点是雷达隐身和红外隐身。

①雷达隐身材料

雷达隐身材料主要用于对抗雷达探测系统，通过吸收电磁波能量，降低回波强度实现雷达隐身。雷达隐身材料按照成型工艺分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料两类；按材料损耗机制，可分为磁介质型隐身材料、电阻型隐身材料和电介质型隐身材料三类；按吸收原理，可分为干涉型吸波材料和吸收型吸波材料等。

②红外隐身材料

红外隐身材料以降低目标表面红外辐射特征为目的，使得红外成像探测无法识别目标体。可通过两种途径，一种是改变物体的红外辐射特性，即控制物体表面的发射率；另一种是改变物体的红外辐射强度，即控制物体表面的温度。根据隐身原理不同，红外隐身材料可以分为低发射率红外隐身材料、控温材料和光谱转换材料三类。低发射率红外隐身材料通过抑制目标表面发射率实现红外隐身；控温材料主要通过降低目标表面的温度，从而降低红外辐射强度实现隐身；光谱转换材料主要是将目标3～5μm、8～14μm的红外辐射转移到大气红外窗口之外被大气吸收，从而实现隐身。对于飞行器来说，主要是红外低发射率材料。

③多频谱隐身材料

多频谱隐身材料是在多频段、多手段探测技术发展背景下出现的新型隐身材料，顾名思义，多频谱隐身材料具有多重隐身功能或宽频段隐身功能，常见的有雷达/红外兼容隐身、可见光/红外兼容隐身材料。随着探测技术的发展，对多频段兼容隐身材料的需求越来越迫切。

隐身材料技术及隐身武器装备的发展历程大概分为三个发展阶段：起步阶段（20世纪70年代以前）、发展阶段（20世纪70年代至80年代）以及成熟阶段（20世纪90年代至今）。隐身技术与隐身材料的研究始于德国，发展在美国，并扩展到英国、法国、俄罗斯等军事先进国家。由于各种新型探测系统和精确制导武器的相继问世，隐身兵器的重要性与日俱增，以美国为首的各军事强国都在积极进行研究并取得了突破性进展。

世界军事强国的武器装备隐身化呈现出从部分隐身到全隐身、从单一功能隐身到多功能隐身、从少数武器装备隐身到实现多数主战兵器装备隐身的循序渐进的发展趋势，且隐身技术正向“多频谱、全方位、全天候、智能化”的方向发展。目前隐身材料技术已经广泛应用在国防军工的各个装备领域。

1.1.1、航空领域：隐身材料是新一代战斗机隐身性能的物质基础

战斗机隐身化是当今战场电磁对抗的主流方向之一，尤其是隐身性能是新一代作战飞机的重要标志。这也大幅增加了目前全球新型战机建设中对隐身材料的需求。空中隐身作战已成为夺取制空权的重要手段。飞机的隐身性能对雷达和整个武器系统作战效能产生了致命影响。美国属于隐身技术发展相对领先的国家，典型代表包括F-A隐身攻击战斗机、F-22战斗机、F-35战斗机以及B-2隐身战略轰炸机。

隐身飞机除了对机体有隐身要求外，对发动机更是提出了较高的隐身指标要求。而发动机后腔体及其内部件和边缘等产生的雷达散射信号、后腔体及其热端部件和尾喷流等产生的红外辐射信号占整个飞机尾部方向特征信号的95%以上。如果发动机不能实现后向的隐身，则隐身飞机无法实现全方位的隐身，其作战能力将大幅降低，因此，除了设计方面的隐身技术外，发动机隐身材料的应用也十分重要。F（F22战斗机发动机）和F（F35战斗机发动机）发动机采用了大量的隐身涂层，如红外隐身涂层、雷达吸波涂层等。隐身材料的应用可以在不改变结构设计的前提下降低红外辐射和RCS，但发动机高温、高气流冲刷和振动等环境使隐身涂层材料研制和应用产生困难。

1.1.2、航天领域：隐身材料的应用可提高导弹突防能力

随着遥感探测技术和制导技术的飞速发展，导弹的突防受到了越来越严重的威胁。为了有效地提高导弹的生存能力和突防能力，以美国为首的各军事强国都在积极研究隐身技术，并取得了突破性进展，相继研制出了各种类型的隐身导弹，其中隐身材料也得到了大量应用。导弹采用隐身技术后，其效能显著，主要表现为：一是导弹的RCS显著减小。二是导弹突防能力得以提高，守方的防御难度增大。三是导弹进攻效费比大大提高。四是可显著提高电子战作战效能。目前，国外还在不断研究新的导弹吸波材料，如手性吸波涂料、纳米吸波材料、导电高聚物吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、耐高温吸波材料、智能型吸波材料等。

隐身卫星或成为未来太空对抗中的重要技术方向。随着卫星技术迅猛发展，在轨卫星数量剧增，对于军事战略而言，太空已成为新的战场，与制海权、制空权一样，制天权已成为目前发达国家军事战略中的重要组成部分。欧美等发达国家的太空发展计划中，防御性对抗在整个攻防体系中发挥着重要作用，具有隐身功能的卫星已经成为防御性对抗的重要组成部分。随着针对太空目标的探测识别和监视技术的不断发展，卫星的安全和生存能力将面临严峻的挑战，为了降低在轨卫星的可探测性，增强对敌方探测和监视系统的抵御能力，迫切需要在卫星上应用隐身技术。而这也将带动卫星隐身材料的研究与应用。

相比较其他武器装备，卫星隐身材料的要求更高。卫星在轨飞行过程中，暴露在紫外线辐射以及高真空度的极端环境下，要求隐身材料具备较强的耐空间环境能力。同时对隐身材料工作温度提出了较为严苛的要求。此外，由于任务需求，要求隐身卫星具备长时间在轨潜伏的能力，且卫星上隐身材料的修补或更换等工作极难展开，因而对卫星隐身材料提出了长寿命的需求。

1.1.3、船舶军舰：隐身材料已经成为了提高舰艇隐身水平的关键

随着现代探测设备、核武器设备的发展，舰艇被命中的概率越来越大，其生存能力和作战效能受到严重的威胁。为了加强水面舰艇的生存能力，舰艇隐身技术成为国外军舰防护技术发展的主流，各国均在加紧发展舰艇的隐身技术，以降低被发现和命中的几率，隐身材料已经成为了提高舰艇隐身水平的关键，受到了各国的广泛

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkzp/5611.html