글쓴이 : Verzehren

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노루표 페인트가 하는 걸로.

스텔스 도료 물질이 원래 금속성분이 섞여 있어서

무겁다고 했는데 가볍게 만든게 핵심이라고...

자세한 내용은 아래에....



이를 전파 스텔스에 대입하여 생각해 보면 에너지원은 레이더, 전송선로는 공기, 부하는 전투기이며 임피던스 변환기는 달렌바흐 레이어 기반의 스텔스 소재라 할 수 있다. 따라서 적절한 스텔스 소재의 설계를 통해 전투기에서 발생하는 레이더 전파의 최소화가 가능하다. 이 때 최적의 스텔스 소재가 가져야 할 유전율(εr), 투자율(μr) 및 그 두께(l)는 다음과 같다.



이러한 물성은 흡수해야 할 주파수(f)에 따라 달라지는데, 따라서 구성 소재의 적절한 선정을 통해 주파수에 따라 유전율과 투자율이 변하도록 한다면 광대역 전파에 대응할 수 있는 광대역 흡수체를 설계하는 것 또한 가능하다.


특히 재료적 관점에서 단층형의 우수한 흡수소재를 만들기 위해서는 물질의 재료정수, 복수 비유전율 및 투자율의 역할이 매우 크다고 할 수 있다. 일반적으로 흡수체의 정합 두께는 복소 비유전율과 투자율의 실수항의 크기에 반비례한다.

복소 비유전율과 투자율의 허수항을 동시에 갖고 있는 재료의 경우 한쪽만 존재하는 경우보다 더 넓은 흡수대역을 갖는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 유전성 흡수소재와 자성 흡수소재의 경우에는 유전율 혹은 투자율 한쪽으로 편향되어 있는 특징이 있고, 이를 극복하기 위해 유전성-자성 하이브리드 흡수소재가 연구되고 있다.

유전성과 자성이 혼합된 흡수소재를 제작하는 방법은 크게 몇 가지 종류로 나뉠 수 있다.

첫째, 하나의 손실소재가 관심 주파수 대역에서 유전율과 투자율을 동시에 갖는 경우이다. 이러한 소재는 제작 시 균일성을 담보하는데 용이할 것이다. 하지만 이러한 하이브리드 소재의 경우 일련의 복잡하고 연속적인 화학공정을 거쳐야만 제작될 수 있다.

둘째, 유전성 및 자성의 이종 손실 재료들을 분산하여 흡수소재를 제작하는 방법이 있다. 이종 재료의 분산에는 각 재료들 간의 형상, 크기, 밀도 등의 문제가 해결이 되지 않는다면 직접적으로 분산하는데 한계가 있을 것이다. 또한, 이러한 손실재료들에 대한 연구가 선행되고 제작 후에는, 전자기적 특성, 미세 구조, 성분 분석 등을 통한 구체적인 고찰이 필요할 것이다.

마지막으로 유전성 혹은 자성 손실재료가 포함된 시트나 필름 형태의 소재를 다층 형태로 접근하는 방법이 있다. 각 손실재료들의 함량비와 적층 순서 및 두께 등의 설계 요소들을 잘 활용한다면 보다 쉽게 접근할 수 있을 것이다.

(중략)

유전성 전파 스텔스 재료는 주로 탄소계의 유전성 손실재료를 사용하여 임피던스를 제어함으로써 전파 흡수 성능을 발현한다. 유전성 손실재료는 줄 발열(Joule heating)을 통해 전자기파를 열에너지로 변환할 수 있는 것으로 알려져 있는데, 이 때 유전율의 실수부는 회로에서의 축전기(Capacitor), 허수부는 저항에 해당한다. 즉 유전율의 허수부가 높을수록 일반적으로 더 많은 전파흡수를 기대할 수 있으며, 이를 유전손실이라 일컫는다.

유전성 전파 스텔스 재료의 가장 큰 장점은 카본 블랙, 탄소단섬유, 탄소나노튜브 등 탄소계의 소재를 사용하기에 가볍고 저렴하게 구현할 수 있다는 점이다. 다만 이러한 재료를 고분자 수지에 혼합하여 도료 또는 시트와 같은 형태로 구현해야 하므로 소재 분산에 대한 고려가 특히 중요하다.

또한, 단순히 유전성 재료만을 사용할 경우 특정 주파수에서는 매우 우수한(99% 이상) 흡수성능을 보이지만, 흡수대역이 협대역에 그치고 두께가 매우 두꺼워지며 광대역화가 어려운 한계가 있었다. 하지만 최근에는 다양한 형태의 유전성 재료 개발을 통해 흡수대역 광대역화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

1) 국내 동향

KAIST에서는 에폭시 수지에 카본 블랙, CNT, 고각형비 CNT를 투입하면서 각각의 함량에 따른 유전율과 흡수능, 그리고 기계적 강도를 측정하였다.

해당 스텔스 소재는 일반적인 유리섬유 복합재 제조공정과 흡사하게 유전성 소재가 분산된 수지 필름을 적층하는 방식으로 이루어졌으며, 이 때 투입되는 유전성 소재의 양이 많기 때문에(최대 3wt%) 3롤밀 공정을 통해 분산이 수행되었다.

또 다른 KAIST 연구진에서는 독특하게도 시멘트와 CNT를 혼합하여 전파 스텔스 성능을 발현했는데, 이는 시멘트의 고강도와 열·화학물질에 대한 저항성을 활용하여 전투기와 함정 등이 아닌 새로운 용도를 찾고자 하는 것으로 보인다.

해양과기원에서는 스텔스 함정 개발을 위해 고내열성 수지에 CNT를 분산시킨 고내열성 스텔스 도료를 개발하는 연구를 진행 중인 것으로 알려져 있다. KIST에서는 전이금속 카바이드를 2차원으로 만든 전도성 소재인 MXene을 활용한 연구로 주목받았는데, 최근에는 MXene 기반의 전파흡수소재를 개발하고 있는 것으로 보인다.
https://amenews.kr/skin/news/basic/view_pop.php?v_idx=45025

그렇다고 합니다.