雷達吸波涂層的質量控制

趙 欣， 郭一偉

(北京星航機電設備廠，北京 100074)

雷達吸波涂層的質量控制

趙 欣， 郭一偉

(北京星航機電設備廠，北京 100074)

概述了雷達吸波涂層的特點，從原材料、前處理、底漆及吸波涂料的噴涂、涂層檢測四個方面，闡述了吸波涂層制備中的常見問題，從涂層的附著、涂層的均勻性及厚度三方面提出解決途徑，保證了吸波涂層的反射率及附著力，對吸波涂層的制備有一定的指導作用。

雷達吸波涂層;隱身涂料;反射率;附著力

引 言

在現代軍事中，雷達是最有效的探測手段，雷達隱身是隱身技術中最重要的組成部分。實現雷達隱身主要有兩大技術途徑，一是控制目標外形，改變電磁波反射方向，降低雷達波散射截面;二是利用雷達吸波材料，損耗電磁波［1］。涂覆型雷達吸波材料因具有施工方便、不受武器形狀限制等特點，在軍事上得到廣泛運用，幾乎所有隱身武器都用到了吸波涂層技術［2］。

本文概述了吸波涂層的特點及制備中的常見問題，并提出解決措施。

1 概述

雷達吸波涂層的主要性能指標是涂層的反射率及附著力。選定涂料后，涂層的性能與涂層厚度、均勻性及前處理密切相關。要想獲得性能優良的吸波涂層，必須從原材料、前處理、噴涂及檢測四方面著手，保證涂層附著良好、組成均勻及厚度可控。

2 原材料

吸波涂料由吸收劑、膠粘劑及填充劑組成。目前，國內常用的吸收劑是羰基鐵粉及超細合金微粉。涂料的密度大、吸收劑含量高、涂料的分散性差、涂層的設計厚度較大［3］。

混合均勻的涂料才能獲得組成均勻的涂層，因此對原材料的要求是:選擇溶解性能好的膠粘劑、溶解能力強的稀釋劑和在填充劑中增加防沉淀劑。為保證吸收劑與樹脂體系分散良好，選用JSF-450型攪拌砂磨分散多用機攪拌涂料。判斷涂料是否混合均勻，用攪拌棒挑起涂料目測，攪拌棒上無明顯顆粒，涂料色澤均勻為合格。

3 前處理

優良的前處理是吸波涂層附著良好的保證，必須提供清潔、有一定粗糙度的待噴涂面。通常選擇陽極氧化、磷化、偶聯劑處理等方式進行前處理。未作表面處理的工件，采用d=150μm的砂布橫豎交叉打磨，直至基材表面有明顯的紋路。

一般選用水基清洗劑或有機溶劑進行清洗操作。清洗劑應為中性或弱堿性，在基材表面停留3～5min后用潔凈的水清洗干凈;有機溶劑選用航空洗滌汽油或丙酮，在汽油或丙酮還未揮發時用無布毛的白布擦干，以避免有機溶劑中高沸點油狀物再次污染基材。以水膜連續30s為合格判據，對水基清洗劑清洗后的表面還要用pH試紙檢測其表面酸堿性，中性為合格。

禁止赤手觸摸前處理清洗后的表面。

4 噴涂過程

4.1 噴涂底漆

底漆是整體涂層的基礎，由于吸波涂層厚度大，溶劑的溶解力強，固化周期長，要求底漆的耐溶劑浸泡能力強，一般不使用單組分底漆。

對底漆的質量要求是:1)保證底漆的有效性。按比例混合，熟化30min后使用，在適用期內用完。2)底漆要充分固化。一般底漆固化周期為室溫條件下固化24h，60℃條件下固化不低于8h。如果生產周期允許，盡可能延長固化時間。3)底漆粘度杯測試控制在16～20s，十字交叉噴涂一遍即可，干膜δ控制在20μm左右。

4.2 噴涂吸波涂料

吸波涂料的噴涂一方面要保證涂層的均勻性，另一方面是控制涂層的厚度。

4.2.1 涂層的均勻性

空氣噴涂法使用的壓縮空氣壓力可達到0.6 MPa。在高壓力的推動下，涂料附著在基材表面時會有反彈，對于多組分涂料，由于各組分的密度不同造成反彈量不同，影響了涂層的均勻性。在吸波涂料的噴涂過程中，可以調整噴槍的壓力及出漆量，選擇高流量低壓力狀態，減少涂料的反彈。

在噴涂過程中，為避免噴槍槍罐中涂料分層，應經常晃動槍罐，還可用手指堵住噴槍口讓壓縮空氣在槍罐內循環攪動涂料，當涂料放置20min后，應打開槍罐攪拌涂料。

起槍、停槍時涂料的噴出量不易控制，可以將起槍、停槍位置設定在噴涂面外并盡量減少起槍次數。噴涂小件時，每次噴涂時將工件旋轉90°。噴涂大件時，操作者可以隨著產品的型面平穩移動身體，盡量一槍噴完整個行程。

4.2.2 涂層的厚度

隱身涂層的反射率與涂層的厚度密切相關。在某些頻段范圍內，涂層未達到臨界厚度時，隨著涂層厚度的增加，涂層整體反射率變好;超過臨界厚度后，隨著涂層厚度的增加，低頻段的反射性能會改善而高頻段反射性能下降。因此，要根據吸波涂層的特點控制好涂層的厚度以滿足反射率要求。

某工件在微波暗室以RCS測試法獲得的反射率曲線，圖1為未打磨涂層工件反射率曲線。圖2為通過打磨的方式，將涂層的厚度減少0.05mm后，獲得反射率曲線。

圖1 未打磨涂層的反射率曲線

圖2 打磨后涂層的反射率曲線

從圖2可以看出，涂層減薄后，低頻性能變差而高頻性能改善。

吸波涂層的厚度與隱身性能密切相關，但是厚度的精確測量只能在涂層固化后進行，不利于生產操作。在實際的噴涂過程中，可以涂層的質量代替厚度進行噴涂量的控制。在噴涂產品過程中，可以同時噴涂180mm×180mm的隨動平板，測量平板表面涂層的質量增加量類比產品表面涂層的厚度。例如，某類型吸波涂層的面密度為 3.0kg/m2，180mm×180mm的隨動平板表面涂層干膜質量增加量將達到97.2g。考慮干燥過程中溶劑揮發因素，當隨動平板表面涂層濕膜質量增加達到105g時，即可認為產品表面涂層厚度已達到規定值。需要注意，在進行類比操作時，平板與產品應由同一操作者采用同樣的噴涂工藝參數同時制備，還要考慮產品與平板上漆率的差別。

5 涂層的檢測

涂層固化后需要用專用測厚儀測量厚度，選取的測量點要有代表性。對于平面部分，測量點可均勻選取，一般距離涂層邊緣不小于2cm。曲率半徑小的部位，測量數據會有誤差。

還可以使用隱身材料反射率現場測量儀完成隱身涂層反射率的檢測，使用這種儀器時要求定標準確，測量的精度主要是靠定標來保證的。測量過程中要注意儀器的測試天線與檢測面要緊密貼合，以減少周邊環境對反射率的影響。

涂層局部厚度或是反射率未滿足要求時，可進行打磨或是補噴的方式進行修補。

6 結語

隱身技術是一項跨學科的系統工程，吸波涂料、涂層設計和涂裝技術作為其中的一項分支［4］，有其特殊的作用。充分了解吸波涂層制備過程的難點，進行有效的質量控制，可以最大限度地發揮涂料性能、保證涂層質量的穩定性，擴展涂料的應用前景。

［1］黃瑞松.飛航導彈工程［M］.北京:中國宇航出版社，2004:224-229.

［2］楊亮，王亦菲，張彥素，等.雷達吸波涂層損傷及修復研究進展［J］.新技術新工藝，2009，(1):97-100.

［3］周光華，譚延紅，彭菲菲，等.淺談吸波涂料工程化應用中的常見問題［J］.表面技術，2009，38(4):83-85.

［4］陶宇，陶志萍.雷達隱身技術的研究現狀及其展望［J］.材料導報，2011，25(6):40-45.

Quality Control of Radar Absorbing Coating

ZHAO Xin，GUO Yi-wei
(Beijing Xinghang Mechanical-electrical Equipment Factory，Beijing 100074，China)

Characteristics of radar absorbing coating were summarized，common failure in the coating manufacture were described from four respects(raw materials，pretreatment，spraying of the base coating and the radar absorbing coating，measure of the coating).By means of controlling the coating＇s adhesion，component and thickness，solutions for keeping reflectivity and adhesion of the radar absorbing coating were proposed，which were valuable for the manufacture of the radar absorbing coating.

radar absorbing coating;camouflage coating;reflectivity;adhesion

TQ630.4

B

1001-3849(2012)07-0035-03

2011-05-04

2012-05-16