今天给各位分享隐形材料的知识,其中也会对隐形眼镜材料进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
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隐形材料有哪些?
它既非自然界中的材料,也并非来自哈利·波特的魔法学校。英美研究人员发明的材料,是用来控制光线及物体周围其他的电磁射线,让这些光线和射线给人“隐身”的感觉,就像是隐藏在太空的黑洞里一样。
美国宾夕法尼亚大学的电子与系统工程教授纳达尔·恩格赫塔说:“这是一种非常有趣的科学,也是一种非常有趣的创意,得到了数学和物理学伟大的基础支持。”事实上,恩格赫塔正在用一种被称为元材料(metamaterials)的新奇材料,研制隐形服。英国物理学家彭德利和同事也使用元材料,它能让电磁射线比如无线电波或可见光等,向任何方向折射。
电影中飞机可以隐身,它的材质是什么?靠的是什么原理?
隐形飞机主要通过飞机的隐形涂层吸收电磁波和特殊的外观设计来减少电磁波的反射或分散电磁波,以达到隐形的目的。外观设计主要体现在隐形飞机的表面比传统飞机更光滑,消除了不必要的凸起,即武器内置的原因。此外,锯齿形设计用于阻挡部分电磁波,并将反射电磁波分散到各个方向,大大减少甚至无法接收雷达接收到的电磁波。据说美国军方F22为了减弱和阻挡电磁波,J20目前还没有被曝光。
雷达的发射单元需要先发射电磁波,然后照射到战斗机上,形成回波,然后由雷达的接收器通过计算机进行分析。所以我们需要解决的是,如果不允许电磁波返回,战斗机通常可以分为两个方面。一是利用平行设计将回波的峰值集中在几个非重要的方向上,即雷达在回波返回时不会再次接收电磁波。第二,使用吸波涂层,在战斗机外面涂上吸波材料,吸收雷达发射的电磁波。F22机头雷达采用特殊材料制成,使雷达罩具有“频率选择”该功能可以阻止雷达波通过雷达罩照射到天线,同时保证雷达的透波性。还有进气道。目前主流五代机主要使用两个加莱特进气道,苏57和F22另一个是代表DSI进气道以歼20和F35为代表。
此外,还需要考虑红外隐身措施。俄罗斯苏57拥有强大的光电探测系统。F22红外隐形措施做得很好。设计上垂尾、平尾、尾支撑向后延伸,可阻挡尾喷管的红外辐射。波音公司在机翼上使用“面漆”红外抑制涂料也可以用机翼内的燃油冷却超声波巡航时的气动布局。武器装备的隐形能力主要通过隐形外观和隐形材料共同实现。根据不同的隐形物体,分为雷达隐形、红外隐形、可见光隐形、激光隐形等。高效的隐形外观可以将雷达波反射到其他方向,但只对主要威胁方向有效,不能实现全面的隐形。隐形材料可以弥补隐形外观的不足,两者相互合作,可以达到良好的效果。
当材料中的颗粒尺寸小于纳米水平时,材料中的原子和电子活动就会加剧。将电磁波转化为热能的效率将大大提高,并具有较高的磁损失能力。敌人发射的雷达波被吸收丢失,我们的飞机炮可以有效地隐形。手性是指物体与其镜像之间没有几何对称,不能通过任何操作与其镜像重叠的现象。研究表明,具有手性特征的材料可以减少入射电磁波的反射,吸收电磁波。利用放射性同位素发射α颗粒,电离周围空气,或通过放电形成等离子体,可以吸收电磁波的能量。俄罗斯在这方面更先进,中国在新世纪实现了对俄罗斯的追随和超越。陶瓷吸收剂的密度低于铁氧体,吸波性能好,耐高温,能有效抑制红外辐射信号。这种吸收剂主要包括碳化硅粉、碳化硅纤维和硼硅酸铝。当然,如果粉末吸收体的尺寸达到纳米量级,也可以归类为纳米隐形材料。
隐形技术和隐形材料的研究取得了巨大的进展,其中中中中美两国在这些方面取得了最大的研究进展。美国第一代产品,如F-117隐形战斗机已经退役,第二代产品如B-2隐形轰炸机已经装备使用多年,其第三代产品,如F-22、F-35等待隐形飞机也被装备军队使用。中国军队在隐形飞机/无人机等隐形设备的开发和使用方面,虽然时间稍晚,但技术水平已达到美军“同台竞技”比其他国家好。目前,对隐形材料的研究正在向前发展“薄、轻、宽、强”方向发展。
什么是隐形材料?
设想一下有一件看不见的斗篷,就像哈利·波特从他父亲那儿继承来的那件一样,穿上后就能神奇地隐身!再设想一下海边有一个炼油厂,可是你却看不见它,一点不影响海边的美丽风景!你认为这是天方夜谭?英国和美国的研究人员却说,现在可以做到这一点了。
特殊人造材料是隐形关键
制作隐形服装的关键是一种特殊的人造材料,它既非自然界中的材料,也并非来自哈利·波特的魔法学校。英美研究人员发明的材料,是用来控制光线及物体周围其他的电磁射线,让这些光线和射线给人“隐身”的感觉,就像是隐藏在太空的黑洞里一样。
美国宾夕法尼亚大学的电子与系统工程教授纳达尔·恩格赫塔说:“这是一种非常有趣的科学,也是一种非常有趣的创意,得到了数学和物理学伟大的基础支持。”事实上,恩格赫塔正在用一种被称为元材料(metamaterials)的新奇材料,研制隐形服。英国物理学家彭德利和同事也使用元材料,它能让电磁射线比如无线电波或可见光等,向任何方向折射。
用这种材料制成的外衣,既不反射光线也不投射阴影。就像一条小河沿着一块平滑的大石头流淌一样,光线和电磁射线,照射到斗篷上后就顺着衣服“流走”了,就好像从未碰到障碍物一样。旁人无法在衣服上看到光线,一切就这样消失了。
美国东北大学的物理学家、切尔顿微波公司的设计工程师帕坦加利·帕里米说:“是的,如果有人穿上用这种材料制作的斗篷,他就能隐身。”
需要克服四大技术难关
这种隐形斗篷目前还不存在,但彭德利说,18个月内就能研制出这种特殊人造材料,并很快造出隐形斗篷。
哈利·波特穿着隐身斗篷,可以神不知鬼不觉地在魔法学校飞来飞去,不过彭德利认为,现实生活中的这种技术与哈利·波特的斗篷不一样,它不能被穿在身上。他说:“在现实中,叫它斗篷其实是用词不当,称其为‘防护罩’应该更合适。”
当然,开发隐形技术并不像小说《哈利·波特》般富有传奇色彩,科学家需要解决四大科学难题:
1.为达到完全隐形的效果,通过离被隐形物体最近的光波,必须以超过相对论的“光速极限”(注:在爱因斯坦的相对论中,光速无法被超越。)的方式偏转。幸运的是,爱因斯坦的理论允许平滑光脉冲经历这样的转变。
2、隐形效果只对特殊范围的波长有作用,只能在非常小的频率范围内发挥效果。
3、防护罩可用于覆盖任何形状的物体,但不能飘动。移动的物体会破坏隐形效果。
4、研制出针对雷达的隐形材料还相对容易,其内部结构用毫米计算即可。但要研制出针对视觉的隐形材料,则难度很大,其结构必须是纳米(注:十亿分之一米)级别的。此外,科学家还要考虑使潜艇和军舰等更重更大的物体隐形。
军民两用前景广阔
隐形技术在军用和民用方面的前景很广阔。例如,可研制一种容器遮蔽核磁共振扫描仪干扰;可建隐形罩以避免障碍物阻挡手机信号;甚至可在炼油厂上建一个隐形罩,使它不影响海边的美丽风景。医生手术所戴的手套使用“隐形”技术,医生动手术的手就会变得“透明”,不会挡住需要手术的部位。飞机驾驶舱的底部“穿”上“隐形衣”,飞机着陆时,驾驶员就能很清楚地看到地面跑道的情况,着陆时就更安全。
科学技术的不断发展使得各种可探测技术、隐形材料层出不穷,以往只能在科幻小说里见到的隐形兵器、隐形人,而今已悄然走出实验室,出现在信息化战场上。尤其伴随隐形飞行器、隐形战斗车辆、隐形舰艇、隐形弹药的出现,单兵隐形技术也从实验室走上了战火纷飞的阵地。
隐形技术并非让人从人间蒸发,而是利用光学原理、电磁原理,使自己在敌人的视觉、光学侦察器材、红外侦察器材前不可见,或与环境融合而不可辨。
随着隐形技术和隐形装备的不断发展,身着隐形衣的作战人员涌向未来战场,必将给传统的侦察设备带来全新挑战,同时,也必将推动隐形与反隐形对抗技术的加速发展。
参考资料
各种隐形衣
反可见光侦察隐形衣。它印有与大自然主色调一致的6种颜色构成的变形图案。这些图案是经过计算机对大量丛林、沙漠、岩石等复杂环境进行统计分析后模拟出来的。它可使着装者的轮廓产生变形,其细碎的图案与周围环境完全融合,即使目标在运动也不易被发现。
反红外侦察隐形衣。它由精选的6种颜色作为染料,并掺进特殊化学物质后制成。该隐形衣与周围自然景物反射的红外光波大致相似,颜色效果更接近大自然的色彩环境,以此迷惑敌人的视觉和干扰红外侦察器材。
变色隐形衣。它是一种由光敏变色物质处理过的化纤布制成的作战服,也可用光敏染料染在普通布料上制成。不论是在绿色的丛林、黄色的沙滩、蓝色的海洋还是白雪皑皑的原野,隐形衣都会根据周围环境的变化而自动改变颜色,着装者能够很容易地接近袭击目标,而不易暴露自己。
视而不见的透明服。日本东京大学工程学教授田智晋也研发出一种神奇的“透明服”,可以从人前看到人后的一切,从而达到“视而不见”的隐形效果。其原理是利用透明服后的摄像机,把影像传送并映射到前面具有反光功能的衣服表面,使人能看到着装者背后的影像,如同着装人是“透明”的。
隐形帐篷。除研制、装备各种隐形衣外,国外还在研制用于集体防护的隐形帐篷。它用特殊材料制成,顶部和围墙采用隐形材料,支架和固定体采用塑料或复合材料,外型类似一个平台。它能有效地防敌雷达探测,保护作战人员免受弹片和轻武器杀伤,并且具有防光辐射、放射性沾染和化学武器的功能。
隐身材料是什么
隐身材料是实现武器隐身的物质基础。武器装 备如飞机、舰船、导弹等使用隐身材料后,可大大减小自身的信号特征,提高生存能力。隐身材料按频谱可分 为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料、按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。声隐身材料包 括消声材料,隔声材料,吸声材料及消声、隔声、吸声的复合体。主要用于新一代潜艇。雷达隐身材料能吸收雷 达波,使反射波减弱甚至不反射雷达波,从而达到隐身的目的。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振 层组成的宽频带高效吸波涂料,其中变换层由铁氧体和树脂混合组成,谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成 ,在1~20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上。另外,一些由硅、碳、硼、玻璃纤维,以及某些陶瓷与有机聚 合物构成的复合材料,有很高的机械强度,可用于制作部分结构件,如飞机蒙皮、雷达天线罩等,同时又具有隐身 功能,这类材料称为隐身结构材料。红外隐射材料主要用于车辆、舰艇、军用飞机及其他军用设施,使这些装 备和设施的红外辐射与背景基本达到一致,敌人的红外探测器难以分辨。用铝粉及含有二价铁离子的材料作为 填充料,加到能透过红外线的粘结剂中,可构成红外隐身涂料。可见光隐身材料通常由铝粉、多属氧化物粉和有 机物复合而成,或由掺杂的半导体材料构成,可形成与背景颜色相匹配的迷彩图案,满足可见光隐身的要求。激 光隐身材料用来对抗激光制导武器、激光雷达和激光测距机,要求这些材料对激光的反射率低可吸收率高。对 隐身材料来说,对某种探测手段的隐身性能好,往往对另一种探测手段的隐身性能就不好。例如,对激光探测的 隐身性能好,对红外探测就不能隐身。这就是隐身材料的相容性问题。为解决这一问题,研制了兼容型隐身材 料,如雷达波、红外兼容隐身材料,红外、激光兼容隐身材料,雷达波、红外、激光等多种兼容的隐身材料等。 这是当前隐身材料的发展方向。
隐形牙套的材料该怎么选,为什么越软越好?
隐形牙套看上去是透明色,提起来也轻盈小巧,所以很多人认为隐形牙套是软的,但其实别看隐形牙套透明无色,极具隐形效果,但它的效果可不比金属托槽差,并且也具有相当的硬度。所以,可以放心地选择隐形牙套进行牙齿矫正。相对于金属托槽来说,使用隐形牙套不会给人“金刚牙人”的感觉,并且能够在无形之中达到矫正、变美的效果。但是,隐形牙套虽然具有各种优点,唯一美中不足的是价格太昂贵,价格可能在金属托槽的几倍以上,并且以万为单位。囊中羞涩的朋友可以酌情选择性价比更高的金属材料。
进一步来说,隐形牙套也有很多分类,有全透明的,有半透明的,全透明的隐形材料比半透明的隐形材料价格高,但贵在使矫正痕迹隐匿无形,达到悄悄变美的效果。无论是透明材料还是半透明材料,它们的作用都在于通过力的压迫,使牙齿移动,从而达到排解整齐的效果,尤其适合矫正。并且,隐形材料的厚度不到1mm,可以说是非常轻薄的来,但是别看它轻薄,矫正效果却一点儿都不比金属材料差,而且稳固性极高。
值得一提的是,矫正后期矫治器的佩戴十分方便,因为材料是透明的颜色,所以不用担心被被认出,日常就可以达到让牙齿变整齐、变美的效果。从日常护理来看,清洁也十分方便,选用正确的清洗剂,佩戴的时候注意手部卫生就可以来。所以,完全不用担心隐形牙套的材料是否过软,它的效果和金属的效果相差不大。但是,在选择隐形牙套材料的时候,最好结合自己的实际情况,询问专业的意见,以便顺利完成矫正。
隐形技术的材料有哪些?
雷达发现目标,是根据目标反射出的电磁波等探测出来的。要想避免被雷达侦察出来,就要使武器装备尽量少反射电波、红外光,避免产生热辐射。隐形技术是传统的伪装术的延伸和高级发展,是用新的材料、新的设计和其他新技术对雷达实行欺骗的技术。
在新材料方面,有两种。一种是制造航天和航空兵器采用能吸收雷达波的材料。
例如碳纤维复合材料,这种材料内部分子结构疏松,接受雷达波后会产生振动,并转换成热能散发掉。另一种是涂料。日本和美国都已经制造出用铁氧体粉和氯丁橡胶等高分于材料合成的混合涂料,在飞机、导弹上涂上两层,就不容易被雷达发现。也可以用含有放射性元素“锔”或“钋”的涂料。放射性元素放出的射线会使附近空气形成一层等离子体,把雷达波吸收掉。还可以涂上一种轻的塑料和树脂,形成可塑性表面,雷达的电磁波碰到以后会被分解掉。
这样,雷达发出的电磁波,或者受到飞机、导弹外壳的分解抵消,或者受到涂层表面的分解抵消,雷达怎么会不失灵呢!
在设计方面,改变飞机、导弹外形,不要有直角,尽量平整,等等,缩小雷达有效反射面积。
还有,就是采用激光设备替代一部分电子设备,采用埋人式或再生式发动机,采用高速燃烧,燃烧后热量能急速冷却的新型燃料,等等,尽可能减少电子辐射和热辐射,提高不让雷达发现的隐形效果。
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