吸波材料的研究现状及趋势.pdfVIP

一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 吸波材料的研究现状及趋势 同济大学建材研究所 崔玉理 贺鸿珠 摘 要：吸波材料的研究对民用和军用都具有非常重要的意义，吸波剂质量的好坏决定了吸波材 料的性能。简介吸波材料工作原理，阐述了吸波材料种类及其特点，吸波材料的研究现状，重点 介绍了铁氧体材料以及用柠檬酸盐溶胶一凝胶法制得 了均匀包覆铁氧体的空心微珠为基的复 合材料及其吸波性能。最后指出吸波材料向纳米化、多元化和性能可调的发展趋势。 关键词：吸波材料 纳米铁氧体 现状趋势 随着科学技术特别是电子技术的发展，在生产 一 定的电磁波能量。 和生活中使用的电子产品越来越多，为人类的文明 2 吸波材料的分类 和进步做出来了巨大贡献 ，但是电子产品间电磁波 吸波材料的种类较多，其分类方法也有多种，但 的相互干扰以及对环境的影响同样对人类的生存和 主要有以下三种分类[31： 发展带来了很大的危害，同时电磁波在现代化战争 2．1按材料对 电磁波的损耗机理来分 中有了广泛地应用。电磁波的吸收及防护引起了人 吸波材料可分为导电损耗型、介电损耗型和磁 们的广泛关注。在海湾战争中美国将吸波材料应用 损耗型三类。 于隐身战斗机，能够在雷达区而不易被发现，在战争 (1)当吸波材料受到外界磁场感应时，吸波材料 中起到了重要作用。涂敷了吸波材料的织物对微波 在导体内产生感应电流，感应电流又产生与外界磁 具有较强的吸收能力，可对人体起到更有效的保护 场方向相反的磁场，从而与外界磁场相抵消，达到对 作用。目前，国内外防止电磁波影响的主要方法就是 外界电磁场的屏蔽作用。非磁性金属粉末、石墨和导 利用吸波材料。 电高分子等属于导电损耗型； 1吸波材料的原理 (2)碳化硅、钛酸钡等属于介电损耗型吸波剂 ， 吸波材料是指能吸收、衰减投射到它表面的电 其机理主要是介质的极化弛豫损耗； 磁波，并将其电磁波能转化成热能耗散掉或使电磁 (3)铁氧体、铁磁性金属粉等属于磁损耗型，它 波因干涉而消失的材料。吸波材料能有效地吸收入 们主要是通过磁滞损耗、铁磁共振和涡流损耗等机 射的电磁波，从而使其 目标回波强度显著衰减。为了 制大量吸收电磁波的能量，并将电磁能转化为热能 达到这个 目的，要解决两个问题 l【12J：一是阻抗匹配条 来达到吸波效果。 件，即入射波能最大限度地进人材料 内部而不被表 2．2按材料的成型工艺和承载能力来分 面反射。这需要采用特殊的边界条件来达到与空气 吸波材料可分为涂敷型吸波材料和结构型吸波 阻抗相匹配。二是衰减条件，即进人材料内部的电磁 材料。 波能迅速被材料吸收衰减掉。电磁波在材料中传播 (1)涂敷型吸波材料是将粘结剂与金属或合金 的衰减特性是复合材料吸波的关键。对于薄层吸波 粉末、铁氧体粉末、导电纤维等吸波剂混合后形成吸 材料，其吸波机理多为电磁波的干涉作用，而对于具 波涂层。此外，国外还在研制含放射性同位素的涂料 有多层结构的复合材料，其吸波机理主要是将电磁 和半导体涂料，其特点是吸收频带宽，反射衰减率高， 波的能量转化为热能而被吸收。电磁波的吸收与介 使用寿命长； 电性能有关，介电性能又与介质的极化有关。吸波材 (2)结构型吸波材料则同时具有承载和吸波的 料在电磁波