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| 無(wú)機吸波材料的主要種類(lèi)及功能介紹 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-09-16 10:59:43 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁波輻射對環(huán)境的影響日益增大。在機場(chǎng)，飛機航班因電磁波干擾無(wú)法起飛而誤點(diǎn)；在醫院，移動(dòng)電話(huà)常會(huì )干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此，治理電磁污染，尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料，已成為材料科學(xué)的一大課題。此外，在未來(lái)高技術(shù)、立體化戰爭中，武器裝備隨時(shí)面臨著(zhù)探測與反探測的嚴峻挑戰。提高軍事裝備的戰術(shù)技能，隱身技術(shù)已經(jīng)成為未來(lái)高技術(shù)戰爭的重要研究課題。吸波材料是隱身技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節，將吸波材料引入隱身技術(shù)的研究受到世界各國的高度重視。
1 鐵系吸波劑
1.1 金屬鐵微粉
金屬鐵微粉吸波劑主要是通過(guò)磁滯損耗、渦流損耗等吸收衰減電磁波，主要包括金屬鐵粉、鐵合金粉、羰基鐵粉等。金屬鐵微粉吸收劑具有較高的微波磁導率，溫度穩定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是其抗氧化、抗酸堿能力差，介電常數大，頻譜特性差，低頻吸收性能較差，而且密度大。
1.2 多晶鐵纖維
多晶鐵纖維具有很好的磁滯損耗、渦流損耗及較強的介電損耗，并且是良好的導體，在外界電場(chǎng)作用下，其內部自由電子發(fā)生振蕩運動(dòng)，產(chǎn)生振蕩電流，將電磁波的能量轉化成熱能，從而削弱電磁波。目前國內制得軸徑比為20～35的多晶鐵纖維，在8.5-14.6 GHz范圍內反射損耗小于-10dB，在11.3 GHz處最大損耗為-21.8dB。
1.3 鐵氧體
鐵氧體吸波材料是研究較多也較成熟的吸波材料。它的優(yōu)點(diǎn)是吸收效率高、涂層薄、頻帶寬；不足之處是相對密度大，使部件增重，以至影響部件的整體性能，高頻效應也不太理想。在研制鐵氧體方面日本處于世界領(lǐng)先地位，研制出一種由阻抗變換層和低阻抗諧振層組成的雙層結構高效寬頻吸波涂料，可吸收1～2 GHz的雷達波，反射率為-20 dB，是目前最好的吸波吸收劑。另外，同時(shí)摻入幾種不同類(lèi)型的吸收介質(zhì)，也會(huì )產(chǎn)生部分的累積效果，其吸收頻帶也明顯增加，而且最大反射損耗也明顯增加，對展寬材料的有效吸收帶寬非常有利。
2 碳系吸波劑
2.1 石墨、乙炔炭黑
據報道乙炔炭黑屬介電型吸收劑，由于其粒徑為納米級，不僅能吸收電磁波，還能有效抑制紅外輻射；石墨在二戰期間就被用來(lái)充填在飛機蒙皮的夾層中吸收雷達波，由于其密度低，也常被用來(lái)充填在蜂窩夾層結構中。導電炭黑還被用來(lái)與高分子材料復合，調節高分子復合材料的導電率，達到吸波效果，但石墨、乙炔炭黑作為高溫吸收劑的缺點(diǎn)是高溫抗氧化性差。
2.2 碳纖維
碳纖維是由有機纖維或低分子烴氣體原料加熱所形成的纖維狀碳材料，它是不完全的石墨結晶沿纖維軸向排列的物質(zhì)，其碳含量為90%以上。隨碳化溫度的升高，碳纖維結構由亂層結構向三維石墨結構轉化，層間距減小，電導率逐步增大，易形成雷達波的強反射體，如高溫處理的石墨纖維。低溫處理的碳纖維，結構疏松散亂，是電磁波的吸收體，是良導電性的電損耗材料。因此，只有經(jīng)過(guò)特殊處理的碳纖維才能吸收雷達波。
2.3碳納米管
在1991年發(fā)現碳納米管(CNTS)以來(lái)，眾多研究者對它的納米和微型器件的研究更加重視。碳納米管作為導電物質(zhì)，其特殊的物理和化學(xué)性能使得它廣泛的被用作吸波材料。在用適量稀土氧化物改性，并與環(huán)氧樹(shù)脂充分混和制成復合吸波材料后，碳納米管的吸波性能可大幅提高。
3 陶瓷系吸波劑
用于高速飛行器組件上的雷達吸波材料要承受長(cháng)時(shí)間高溫工作的特點(diǎn)，而陶瓷材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能和熱物理性能，特別是耐高溫、強度高、蠕變低、膨脹系數小、耐腐蝕性強和化學(xué)穩定性好，同時(shí)又具有吸波功能，能滿(mǎn)足隱身的要求，因此已被廣泛用作吸收劑。陶瓷吸波材料主要代表有碳化硅吸波材料、碳化硅復合吸波材料。
3.1 碳化硅
在陶瓷吸波材料中，碳化硅是制作多波段吸波材料的主要組分，有實(shí)現輕質(zhì)、薄層、寬頻帶和多頻段吸收的可能，應用前景廣闊。
3.2 碳化硅復合材料
碳化硅-碳纖維材料綜合了SiC耐高溫氧化和碳纖維的高強度與導電優(yōu)點(diǎn)而成為一類(lèi)新型陶瓷纖維材料，它的損耗效應綜合了介電損耗和磁損耗，這是由于該纖維是以β-SiC型微晶與自由狀態(tài)的x(x可以是C、N、Pe、Ni、Co、Zr單獨一種或同時(shí)多種元素)成混晶狀態(tài)。通過(guò)聚碳硅烷與瀝青共混紡絲，然后將其硫化使之成為熱不熔化體，在N2氣流下以200～250℃/h的升溫速度加熱至1000～1200℃ ，燒結一定時(shí)間，轉化為SiC-C纖維。這種纖維具有吸收雷達波的功能，經(jīng)過(guò)與環(huán)氧樹(shù)脂復合制成平板，衰減-10 dB的頻帶寬度超過(guò)10 GHz。
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