吸波材料的制备及其研究方法

1、2016年5月13日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，电磁辐射

2、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、强非隐身材料与隐身材料比较示意图非隐身材料与

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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