吸波材料现状和应用——本人自己整理超经典(2)

5. 手性吸波材料

手性是指一种物体与其镜像不存在几何对称性且不能通过任何操作使物体与镜像相重合的现象。手性材料与普通吸波材料相比有两个优势：一是调整手性参数比调整介电参数和磁导率容易。在其中传播的电磁波只能是左旋或右旋的圆偏振波，其优势在于调节手性参数就可以调节阻抗匹配。二是手性材料的频率敏感性比介常数和磁导率小，易于实现宽频吸收。以MnZn 铁氧体与树脂的复合物为基质，以片式电感为手性掺杂体，可制备手性复合吸波材料，用网络分析仪在30～1 000 MHz 时测定了材料的透过衰减，均超过了10 dB，表现出较好的吸波效果。 邱琴等，电磁吸波材料研究进展[J]。电子元件与材料，2009,28（8）:79-81.

四. 目前研究与应用比较多的有铁氧体吸波材料、金属微粉吸波材料、纳米吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、导电高聚物吸波材料、手性吸波材料、等离子体型吸波材料及光学透明吸波材料等。

光学透明吸波材料

根据雷达波不透过原理, 可分为吸收型和反射型2大类, 其中反射型应用较为广泛。吸收型光学透明吸波材料要求雷达波完全损耗在透明薄膜之中, 不发生反射也不透过透明件。目前主要有透明导电高聚物和电路模拟型吸波材料2种。 赵灵智, 胡社军等.吸波材料的吸波原理及其研究进展[J].现代防御技术，2007,35（1）:29-31. 五.

1.碳纤维结构吸波材料 碳纤维复合材料具有高强、高模和轻质的优点，不仅广泛应用于一般飞行器和导弹，在隐身兵器中也日益显露头角。 2． 稀土吸波材料 近年来，国内部分学者对稀土吸波材料的研究较为活跃，稀土吸波材料的研究主要集中在用稀土元素对铁氧体进行改性和以稀土材料为基制备电磁波吸收材料等方面。

3. 水泥基吸波材料

目前研究的水泥基电磁屏蔽材料大部分是为了有效地抑制电磁波的辐射、泄漏、干扰和改善电磁环境，故这类水泥基复合材料主要以反射型电磁屏蔽材料为主。 4. 放射性同位素吸波材料 在涂料中加人放射性同位素，利用其放射出的高能射线使目标附近的局部空间发生电离，产生一 个等离子屏，形成含有大量的自由电子并与自由空间相匹配的等离子体区，可以吸收频带相当宽的电磁波。所用的同位素主要有Po-210、Cm-242和Sr-9O等。 5.电路模拟(CA)吸波材料

该技术是在合适的基底材料上涂覆导电的薄窄条、网络、十字型或更复杂的几何图形，或在复合材料内部埋人导电高分子材料形成电阻网络，实现阻抗匹配及损耗，以取代Salisbury屏幕或Jaumann吸收体中的绝缘材料层，从而实现高效吸收

雷达波。这种吸波材料在给定的体积范围内，能产生高于较简单类型吸波材料的性能，但对每一种应用，都必须运用等效电路或用二维周期介质理论在计算机上进行特定的匹配设计，而且设计计算比较麻烦。 郭小芳，王长征，吴世洋.吸波材料的研究现状与发展趋势[J].甘肃冶金，2010,32（4）:48-50. 六．

FeSiAl合金从1932年诞生以来,国内外学者对此进行了不断的研究，由于其硬而脆,耐磨,最早用作磁头铁芯，不过近年来,日本TOKIN公司研究人shigeyoshi Yoshida等用水雾法得到FeSiAl球形颗粒,然后分别进行了100h和180h的砂磨,得到扁平状的微粉,这种微粉的显著特点是有很大的长径比(微粉某一长径与厚度之比),且微粉的厚度也小于GHz频段时的趋肤深度,发现了在GHz频段时有“双峰”频散的特性,磁导率虚部在很宽的频段内都保持较高的值.

国内浙江大学硅材料国家重点实验室研究了用熔融纺丝法制备的FeSiAl合金微粉的结构和电磁特性，在70h球磨后有很大的长径比.

另外,还有很多学者用其他方法,主要是机械合金法(MA法),得到FeSiAl,FeAl或FeSi合金粉,详细研究其合金化过程,合金粉结构,有序度等.

总之,国内外学者对FeSiAl合金的结构和电磁特性进行了大量的研究,包括雾化粉球磨成扁平状微粉,或直接用Fe粉Al粉和Si粉通过机械球磨的方式得到合金,或研究FeSiAl薄膜的特性,也研究了二元系的结构,形成机理及电磁特性等,采用一种新的制备方式或适当的工艺,获得性能优异的纳米晶片状微粉是这种材料的发展趋势之一,同时,结合适当的理论进行实验结果的分析,研究微粉的电子结构与成分,球磨时间等的关系,为这种材料发展提供理论指导.

周廷栋. FeSiAl片状微粉的制备、结构及性能研究[D].成都：电子科技大学，2009. 七．磁性金属电磁波吸收剂的研究现状 l) 单元磁性金属粉

目前研究较多的单元磁性金属粉吸收剂主要有两类: 一类是羰基金属粉, 如羰基Fe 、羰基Ni、羰基Co 等, 其粒度在0.5-μm之间, 目前大多使用拨基Fe 粉。 (2) 多元合金化磁性金属粉

磁性金属的多元化是避免单元金属缺点, 实现宽频吸收目标的方法之一。也报道了核/ 壳结构的多元金属粉体,。(3) 陶瓷基核/ 壳结构纳米磁性金属颗粒膜 (4) 纳米磁性金属薄膜材料 (5) 磁性金属纤维

景茂祥，沈湘黔.纳米磁性金属电磁波吸收剂的研究进展及展[J].磁性金属物

测定仪,2005,19(12):14-16.

吸波材料的应用

一. 1. 军事隐身领域

军事隐身领域乃吸波材料最重要的应用领域。随着军事高新技术的飞速发展,世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强,陆、海、空各兵种地面军事目标的生存能力以及武器系统的突防能力日益受到严重威胁,为此,必将大力发展隐身技术。隐身技术分为外形隐身和材料隐身两个方面,其中材料隐身就是指在军事目标上大量使用吸波材料来衰减入射雷达波,减小雷达散射截面。这必将促进吸波材料的应用和发展。目前,吸波材料已被广泛应用在飞机隐身、舰船隐身飞行导弹隐身以及坦克隐身等领域。 2. 广播、电视发射台的电磁辐射防护

广播、电视发射台对周围区域会造成较强的场强。利用对电磁辐射的吸收特性,在辐射频率较高的波段,使用合适的吸收型涂料,覆盖建筑物,以衰减室内场强。另外,该涂料兼具屏蔽性能,是一种屏蔽吸收型涂料,在10 MHz～1. 5 GHz范围有20 ～30 dB的屏蔽性能。

3. 工业、科学和医疗设备电磁辐射的防护

工业、科学和医疗设备等在工作过程中会产生大量的电磁辐射,如果处理不当,不仅会对自身的工作环境造成损害,同时也会对周围的设备造成干扰。最明显的例子就是机器内的二次杂波问题。二次杂波往往会带来机器、设备的程序紊乱,致使科学实验、医疗检测结果等出现较大的偏差,从而给科研、生产带来很大阻力,甚至会威胁到人的生命安全。另外,这些设备发出的电磁辐射也会对操作人员的身体健康带来危害。因此,对工业、科学和医疗设备进行电磁辐射防护十分必要。

4. 家用电器的电磁辐射防护

所有的电器(如电冰箱、电视机等) ,在使用过程中都会发出电磁辐射,只是由于电磁波是一种无形的物质,因为电磁波是看不见,摸不着的能量物质,又无时不有、无处不在,因此更具有危险性和危害性,我们觉察不到而已。随着3C认证的实施,对电磁辐射防护的要求也越来越高,其实,象家用电器的电磁辐射,采取防护措施并不是什么难事,只是在生产制作过程中,加一道简单的工序———喷涂吸波材料而已,不过,对吸波涂料的选择要根据其频段来决定。 5. 手机、电脑的电磁辐射防护

在科技发展的今天,手机、电脑给人们带来方便的同时,也带来了不容忽视的电磁辐射危害。为了尽可能地减少手机、电脑对人体,尤其是头部的辐射,除了尽可能地减少手机的辐射功率及保证使用手机时不要让它与人体接触,还应考虑其他防护措施,手机的辐射频率为800～1 800 MHz,电脑也会产生几百兆的电磁波,

如果在生产过程中,能够在手机外壳、电脑机箱、电脑显示器内侧喷涂具有吸收功能的吸波涂料,将多余电磁波吸收,就不会再有电磁辐射的危害问题。 6. 办公、居住区的电磁辐射防护

吸波材料在民用产品上的应用不仅仅只有这些,很快吸波材料会应用到您的日常生活当中,例如您的办公、居室内喷涂吸波材料,就不会再有电磁辐射的危害问题,它将您的办公、居室内的家用电器、办公设备辐射出的电磁波电子雾吸收转换成无害的物质,同时将外界的电磁波大部分吸收隔离,那将是一个非常干净的电磁环境空间。

杨国栋,康永,孟前进.微波吸波材料的研究进展[J].应用化学，2010,39(4):587-588.

二.民用领域成为吸波材料新的应用领域,主要有以下几类。

(1) 微波暗室材料,把碳系导电材料或铁氧体材料制成棱锥形或楔形,可用于建筑无反射的微波暗室,来替代开阔场地以进行电磁干扰性能的测试。

(2) 电磁防护材料, 可以把吸波材料用在手机、电视、计算机、服装等上面,以减少电磁波辐射对人体的伤害。

(3) 建筑吸波材料,把具有吸波功能的混凝土材料用于建筑行业,以减少高大建筑物的电波反射作用,提高广播、电视播放质量。

(4) 把吸波材料用在微电机及其他电子设备上,以减少电磁干扰引起的电子电器失误。

(5) 把吸波材料用在波导或同轴衰减器的吸收负载上,作为微波衰减器,具有良好的吸收性能和稳定性。 郑长进，李家俊等.吸波材料的设计和应用前景[J].宇航材料工艺,2004,5：3-4. 三. 吸波材料在手机辐射防护中的作用

用FDTD数值模拟的方法，建立了涂敷吸波材料的手机与人体相互作用的计算模型。比较了使用吸波材料对降低手机辐射剂量SAR值的作用，并分析了其对手机通信性能的影响。结果表明：使用吸波材料可以明显降低手机对人体的辐射。 宋治国,周晓明,刘伟.吸波材料在手机辐射防护中的作用[J]. EMC材料应用,2009.

四． 吸波材料在手机电磁兼容设计中的应用

手机在工作时，会不断往外发射电磁波，最大功率可以达到2w，这对周围环境的影响是很大的。比如，在手机通话的过程中，如果与固定电话距离较近，且固定电话也在通话，那么，我们经常会在固定电话的手柄中听到“滋滋滋”的声音，非常刺耳，这就是典型的手机对固定电话的干扰现象。因此，为避免手机在工作时对周围环境的干扰，必须对手机工作时的一些不必要的辐（spuriousemission）进行限制。吸波材料在解决手机产品的电磁兼容设计问题时是很有效的。随着电子产品的小型化、多功能化、数字化发展以及工作频率的不断

提升，吸波材料，尤其是具有不导电性能的铁氧体吸波材料，在这些产品的电磁兼容设计方面，将可发挥

越来越大的作用。

王国强.吸波材料及其在手机电磁兼容设计中的应用[J].设计与实现.2010,18:64-65.

五． 磁性吸波材料的应用分为军民两个方面。 就其军用而言，例如铁氧体吸波材料已广泛应用于隐身技术中，具有吸收强、频带较宽及成本低的特点，但它也具有大密度、高温特性较差的缺点。用磁介质吸波材料制作的微波暗室可广泛的应用于电子设备的干扰、雷达或通信设备的天线导弹、飞机和卫星等特性阻抗耦合度的测量、宇航员用背肩式天线方向图的 测量、宇宙飞船安装测试和调整等；此外磁介质吸波材料在改善机载、舰载雷达设备的兼容性，使整机性能提高等方面亦有着广阔空间。在各种军用装备的表面上涂覆磁介质吸波材料，则可以消除雷达对该装备的跟踪，从而使这些军用装备容易突破敌方雷达的防区，克敌制胜，既是反雷达侦察的一种有力手段，又是军用装备免遭红外和激光制导武器击毁的一种途径。此外吸波材料还可用于隐蔽着陆等机场导航设备及其它地面终端设备、舰船桅杆、甲板、潜艇的潜望镜支架或通气管道等设备。

在民用方面来说，我们知道电磁辐射通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接和间接的伤害，将吸波材料应用于家电产品比如电视、音响、电脑、游戏机、微波炉、VCD 机、手提电话等上面，可使其电磁波泄漏降到国家卫生安全限值以下（小于38 微瓦／每平方厘米），确保人们身体健康。将其应用于高功率雷达、微波医疗器、微波破碎机，则能防止它们的电磁辐射泄漏，保护操作人员免受电磁辐射的伤害。

电动汽车工业作为当今汽车工业的发展方向，已被各大汽车制造业商提到全球经济战略议程上来。然而电动机取代内燃机虽然解决了汽车尾气的化学污染，但由于使用电动机而产生的物理污染——电磁污染也同样是人类必须解决的棘手问题。磁介质吸波材料应用则使得电子化汽车、电动汽车变得更先进、更安全、更符合环保的要求。目前用于降低电磁波干扰的器件和吸波材料的产量正与日俱增，新产品也不断涌现。

余声明.磁性吸波材料与应用[J].国际电子变压器,2009:100-102. 六.

1、隐身技术 2、改善整机性能

如在雷达或通信设备机身、天线和周围一切干扰物上涂复吸收材料，则可使它们更灵敏、更准确地发现敌方目标；在雷达抛物线天线开口的四周壁上涂复吸收材料，可减少副瓣对主瓣的干扰和增大发射天线的作用距离，对接收天线则起到降低假目标反射的干扰作用；在卫星通信系统中应用吸收材料，将避免通信 线路间的干扰，改善星载通信机和地面站的灵敏度，从而提高通信质量。 3、安全保护

由于高功率雷达、通信机、微波加热等设备的应用，防止电磁辐射或泄漏、

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