吸波材料的制备及其研究方法.方案完整版

1、 目录目录 吸波材料研究背景吸波材料研究背景 吸波材料的分类吸波材料的分类 吸波材料的制备方法吸波材料的制备方法 吸波材料与涂料的结合应用吸波材料与涂料的结合应用 随着科学技术和电子工随着科学技术和电子工 业的告诉发展，各种数字化，业的告诉发展，各种数字化， 高频化的电子电器设备如计高频化的电子电器设备如计 算机、无线电通讯设备等不算机、无线电通讯设备等不 断的普及应用，它们在工作断的普及应用，它们在工作 室的电影迅速变化，向空间室的电影迅速变化，向空间 辐射了大量不同波长和频率辐射了大量不同波长和频率 的电磁污染（的电磁污染（EMI），电磁），电磁 污染越来越严重，电磁辐射污染越来越严重，电

2、磁辐射 已成为继大气污染、水污染已成为继大气污染、水污染 后又一大严重污染。后又一大严重污染。 研究背景研究背景 研究背景研究背景 军用科技领域，探 测技术(雷达、红外等) 与武器装备的隐身技术 之间的相互斗法，也促 进了宽频带高吸收率吸 波材料的研究。武器方 面，吸波材料和涂料技 术直接的联系也更为紧 密一些。 吸波材料 吸波材料的定义 吸波材料是一种使入射电磁波最大限度地进入到材 料内部，并且能够有效吸收衰减入射电磁波，将其 转化成热能等其它形式的能量而损耗掉或使电磁波 因干涉而消失的一种功能材料。 理想的吸波材料应具有吸收频带宽、质量轻、厚度 薄、机械性能好、使用简便等特点。 薄、轻、宽

3、、强 非隐身材料与隐身材料比较示意图非隐身材料与隐身材料比较示意图 雷达依据目标反射的电磁波来跟踪目标。根据反射信号的强雷达依据目标反射的电磁波来跟踪目标。根据反射信号的强 弱、方位、时间等信息可计算出敌方目标的方位、运动速度等。弱、方位、时间等信息可计算出敌方目标的方位、运动速度等。 目标的反射信号越强，雷达就越容易探测到目标。雷达隐身材料目标的反射信号越强，雷达就越容易探测到目标。雷达隐身材料 （也称（也称吸波材料吸波材料）能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达）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。吸波材料主要是通过电磁能转化为热波，从而达到隐身的目的。吸波

4、材料主要是通过电磁能转化为热 能而耗散或者使电磁波因干涉而抵消。能而耗散或者使电磁波因干涉而抵消。 吸波材料的损耗机制大致可以分为以下几类： 1）电阻型损耗，此类吸收机制和材料的导 电率有关的电阻性损耗，即导电率越大，载流子 引起的宏观电流（包括电场变化引起的电流以及 磁场变化引起的涡流）越大，从而有利于电磁能 转化成为热能。 分类分类 吸波材料的损耗机制大致可以分为以下几类： 2）电介质损耗，它是一类和电极有关的介 质损耗吸收机制，即通过介质反复极化产生的 “摩擦”作用将电磁能转化成热能耗散掉。电介 质极化过程包括：电子云位移极化，极性介质电 矩转向极化，电铁体电畴转向极化以及壁位移等。 分

5、类分类 吸波材料的损耗机制大致可以分为以下几类： 3）磁损耗，此类吸收机制是一类和铁磁性 介质的动态磁化过程有关的磁损耗，此类损耗可 以细化为：磁滞损耗，旋磁涡流、阻尼损耗以及 磁后效效应等，其主要来源是和磁滞机制相似的 磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等。此 外，最新的纳米材料微波损耗机制是如今吸波材 料分析的一大热点 分类分类 吸吸 波波 材材 料料 的的 分分 类类 分类分类2 涂覆型涂覆型 涂料涂料(如铁氧体如铁氧体) 结构型结构型 碳纤维骨架和碳纤维骨架和 碳基体（碳粒碳基体（碳粒 、碳化硅粉等、碳化硅粉等 ） 组成的复合材组成的复合材 料料 贴片（塑料、橡胶贴片（塑料、橡胶 和

6、陶瓷）和陶瓷） 以碳基磁性吸波材料的制备为例 吸波材料的制备方法吸波材料的制备方法 填充法 向多孔碳材料中填充铁磁流体 首先填充磁性前驱体，随后对前驱体进行还原得到相 应的磁性物质 碳基磁性吸波材料的制备方法 模板法 为了获得高品质的磁性碳基材料，研究者提出了模 板法，即在受限空间内完成碳源的碳化和磁性物质 的形成 常用的模板还包括阳极氧化铝、聚合物和表面活性剂 气相沉积法 CVD法将包含沉积物的气源通入反应室，然后沉积在 基体上形成涂层，是制备一维纳米材料最常用的手段 许多课题组用CVD法制备纳米或微米磁性碳材料，可 将Fe、Co和Ni等磁性金属粒子用碳进行包覆 溶胶凝胶法 该方法常被用来合

7、成金属或金属氧化物与Si的纳米复 合材料。通过类比，研究者用其制备金属或金属氧化 物与碳的混杂复合材料，可以控制产物的尺寸、形状、 结构和性能 溶胶凝胶法基于溶液中前驱体的羟基化和缩合，产物 的质量可以通过改变溶剂、温度、前驱体浓度、pH和 搅拌速率等参数来进行控制 自组装法 是指在没有外部引导的条件下，通过特定的局部反应， 利用已有的无序系统部件形成有组织的结构 纳米吸波材料 新型吸波材料 等离子体吸波材料 电路模拟吸波材料 新宠：以碳基磁性吸波材料的制备为例 吸波材料与涂料的结合应用吸波材料与涂料的结合应用 原理原理 纳米隐身涂料的基本设计原理就是纳米隐身涂料的基本设计原理就是 产生与背景

8、一致的效果产生与背景一致的效果。在可见光下，产。在可见光下，产 生与背景一致的颜色；在电磁波辐照下，生与背景一致的颜色；在电磁波辐照下， 产生与背景一致的反射波谱，使伪装目标产生与背景一致的反射波谱，使伪装目标 与背景色调亮度一致或改变形状。隐身涂与背景色调亮度一致或改变形状。隐身涂 料还应该防止镜面反射，涂料均为无光或料还应该防止镜面反射，涂料均为无光或 平光，光泽最好在平光，光泽最好在10%10%以下。以下。 纳米隐身涂料分类纳米隐身涂料分类 纳米隐身涂料以其适用范围分为：防可纳米隐身涂料以其适用范围分为：防可 见光隐身涂料，防红外线隐身涂料，防紫见光隐身涂料，防红外线隐身涂料，防紫 外线

9、隐身涂料，防雷达波隐身涂料，防激外线隐身涂料，防雷达波隐身涂料，防激 光探测隐身涂料，以及防红外线、可见光、光探测隐身涂料，以及防红外线、可见光、 雷达波等雷达波等多种谱段隐身涂料多种谱段隐身涂料。 纳米隐身涂料的发展趋势纳米隐身涂料的发展趋势 随着探测和制导手段的不断发展和完善，随着探测和制导手段的不断发展和完善， 对纳米隐身涂料提出更高的要求。今后纳米对纳米隐身涂料提出更高的要求。今后纳米 隐身涂料进行研究开发的内容有：提高现有隐身涂料进行研究开发的内容有：提高现有 的纳米隐身涂料的伪装效果；进行适应各类的纳米隐身涂料的伪装效果；进行适应各类 背景的迷彩图案的设计研究；开发防中远红背景的迷彩图案的设计研究；开发防中远红 外纳米隐身涂料；开发能吸收声纳波的