申请人针对我国武器型号隐身技术发展的重要背景,长期致力于隐身材料的关键技术基础和应用研究工作。在理论上建立了基于纳米晶结构的磁交换共振模型,揭示了晶粒间耦合是引起纳米材料多共振吸收的机理,为隐身材料展宽吸收频带提供了重要技术途径;在该模型基础上,发明了一种具有片状纳米晶结构隐身材料制备的新方法,研制成功的UESTC隐身材料较传统材料厚度减薄了40%,面密度降低了25%,达到国际领先水平;目前研究成果已在国内10项重大军事工程中应用,特别是在"歼×"中的列装,被评价为我军机发展史上新的里程碑,对提升我军装备的隐身化水平提供了关键技术支撑。近五年来,申请人以第1排名获国家科技进步二等奖、国防科技进步一等奖各1次,申请国家发明专利13项(授权6项),形成企军标10项,在JAP、APL等国内外刊物发表论文77篇,2009年入选"教育部长江计划特聘教授",国家"新世纪百千万人才工程"。
multispectral stealth;periodic structure material;low-frequency & broadband absorption;infrared selective emissivity;surface wave attenuation
隐身材料技术一直是功能材料领域研究的前沿和热点,该类材料技术涉及国家安全战略,其重要性随国家国防战略的调整而日益突出。针对多频谱、多功能、智能化的隐身背景发展趋势,结合表面等离子/超材料/超表面等新概念和新机理,本项目在隐身机理创新、周期结构设计和新型材料研制三方面取得了多项学术成果,获得国防技术发明二等奖和教育部科技进步二等奖,发表SCI论文32篇,申请专利41项,其中多频谱隐身材料体系已实现成果转化,实现了我国多频谱隐身材料的应用,促进了隐身材料技术行业的发展;进入教育部“创新团队发展计划”,并获批筹建“国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心”,培养博士研究生9人,硕士研究生51人,青年教师中2位成长为教育部新世纪人才,并引进青年千人1人,凝聚了一支在国内有较强影响力,具有国际知名度的创新人才队伍;参与国际会议特邀报告6次,邀请国际知名学者10余人次来校交流合作,组织面向学科的“微电论坛”10余次、受众300余人次,打造了领域内国际学术交流的重要平台。主要学术成果如下(1)建立了基于近场耦合和阻抗匹配原理的多谐振吸波机理,突破了极化角度不敏感周期结构的对称设计限制,并利用周期结构对电磁场空间和频率特性的控制,发明了两类基于传统吸波材料的雷达复合吸波材料设计方法,使传统吸波材料性能翻倍,解决了“低频”、“宽带”性能差的技术瓶颈;(2)根据表面等离子理论和等效参数法,提出了红外周期结构发射率的磁谐振机理及分析模型为调控发射率提供了理论依据,并率先提出了介质叠加的红外多谐振周期结构设计方案,结合图案嵌套设计,解决了电磁谐振的窄带限制,形成了基于发射率频选特性的宽带/多通道红外热辐射控制技术;(3)基于表面波衰减模型,提出了渐变阻抗材料的表面波散射抑制机理,并将其应用于边缘RCS减缩,提出了基于周期结构的渐变阻抗设计方案和加载技术,为解决边缘结构电磁散射问题奠定了基础;(4)基于前面所提出的多频谱隐身机理,研制了多层隐身材料体系,通过可见光/低发射率兼容颜料/涂层的制备方法以及高形状因子比雷达吸收剂取向技术的突破,解决了隐身材料对多频谱兼容设计难题,并实现成果转化。