吸波材料的制備及其研究方法

1、2016年5月13日目錄目錄吸波材料研究背景吸波材料研究背景吸波材料的分類吸波材料的分類吸波材料的制備方法吸波材料的制備方法吸波材料與涂料的結(jié)合應(yīng)用吸波材料與涂料的結(jié)合應(yīng)用 隨著科學(xué)技術(shù)和電子工隨著科學(xué)技術(shù)和電子工業(yè)的告訴發(fā)展，各種數(shù)字化，業(yè)的告訴發(fā)展，各種數(shù)字化，高頻化的電子電器設(shè)備如計(jì)高頻化的電子電器設(shè)備如計(jì)算機(jī)、無(wú)線電通訊設(shè)備等不算機(jī)、無(wú)線電通訊設(shè)備等不斷的普及應(yīng)用，它們?cè)诠ぷ鲾嗟钠占皯?yīng)用，它們?cè)诠ぷ魇业碾娪把杆僮兓蚩臻g室的電影迅速變化，向空間輻射了大量不同波長(zhǎng)和頻率輻射了大量不同波長(zhǎng)和頻率的電磁污染（的電磁污染（EMI），電磁），電磁污染越來(lái)越嚴(yán)重，電磁輻射污染越來(lái)越嚴(yán)重，電磁輻射

2、已成為繼大氣污染、水污染已成為繼大氣污染、水污染后又一大嚴(yán)重污染。后又一大嚴(yán)重污染。研究背景研究背景研究背景研究背景 軍用科技領(lǐng)域，探測(cè)技術(shù)(雷達(dá)、紅外等) 與武器裝備的隱身技術(shù)之間的相互斗法，也促進(jìn)了寬頻帶高吸收率吸波材料的研究。武器方面，吸波材料和涂料技術(shù)直接的聯(lián)系也更為緊密一些。吸波材料吸波材料的定義吸波材料是一種使入射電磁波最大限度地進(jìn)入到材料內(nèi)部，并且能夠有效吸收衰減入射電磁波，將其轉(zhuǎn)化成熱能等其它形式的能量而損耗掉或使電磁波因干涉而消失的一種功能材料。理想的吸波材料應(yīng)具有吸收頻帶寬、質(zhì)量輕、厚度薄、機(jī)械性能好、使用簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。薄、輕、寬、強(qiáng)非隱身材料與隱身材料比較示意圖非隱身材料與

3、隱身材料比較示意圖 雷達(dá)依據(jù)目標(biāo)反射的電磁波來(lái)跟蹤目標(biāo)。根據(jù)反射信號(hào)的強(qiáng)雷達(dá)依據(jù)目標(biāo)反射的電磁波來(lái)跟蹤目標(biāo)。根據(jù)反射信號(hào)的強(qiáng)弱、方位、時(shí)間等信息可計(jì)算出敵方目標(biāo)的方位、運(yùn)動(dòng)速度等。弱、方位、時(shí)間等信息可計(jì)算出敵方目標(biāo)的方位、運(yùn)動(dòng)速度等。目標(biāo)的反射信號(hào)越強(qiáng)，雷達(dá)就越容易探測(cè)到目標(biāo)。雷達(dá)隱身材料目標(biāo)的反射信號(hào)越強(qiáng)，雷達(dá)就越容易探測(cè)到目標(biāo)。雷達(dá)隱身材料（也稱（也稱吸波材料吸波材料）能吸收雷達(dá)波，使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)）能吸收雷達(dá)波，使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)波，從而達(dá)到隱身的目的。吸波材料主要是通過(guò)電磁能轉(zhuǎn)化為熱波，從而達(dá)到隱身的目的。吸波材料主要是通過(guò)電磁能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散或者使電磁波因干涉而

4、抵消。能而耗散或者使電磁波因干涉而抵消。 吸波材料的損耗機(jī)制大致可以分為以下幾類： 1）電阻型損耗，此類吸收機(jī)制和材料的導(dǎo)電率有關(guān)的電阻性損耗，即導(dǎo)電率越大，載流子引起的宏觀電流（包括電場(chǎng)變化引起的電流以及磁場(chǎng)變化引起的渦流）越大，從而有利于電磁能轉(zhuǎn)化成為熱能。分類分類吸波材料的損耗機(jī)制大致可以分為以下幾類： 2）電介質(zhì)損耗，它是一類和電極有關(guān)的介質(zhì)損耗吸收機(jī)制，即通過(guò)介質(zhì)反復(fù)極化產(chǎn)生的“摩擦”作用將電磁能轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉。電介質(zhì)極化過(guò)程包括：電子云位移極化，極性介質(zhì)電矩轉(zhuǎn)向極化，電鐵體電疇轉(zhuǎn)向極化以及壁位移等。分類分類吸波材料的損耗機(jī)制大致可以分為以下幾類： 3）磁損耗，此類吸收機(jī)制是一類和

5、鐵磁性介質(zhì)的動(dòng)態(tài)磁化過(guò)程有關(guān)的磁損耗，此類損耗可以細(xì)化為：磁滯損耗，旋磁渦流、阻尼損耗以及磁后效效應(yīng)等，其主要來(lái)源是和磁滯機(jī)制相似的磁疇轉(zhuǎn)向、磁疇壁位移以及磁疇自然共振等。此外，最新的納米材料微波損耗機(jī)制是如今吸波材料分析的一大熱點(diǎn)分類分類 吸吸 波波 材材 料料 的的 分分 類類分類分類2涂覆型涂覆型涂料涂料(如鐵氧體如鐵氧體)結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)型 碳纖維骨架和碳纖維骨架和碳基體（碳粒碳基體（碳粒、碳化硅粉等、碳化硅粉等）組成的復(fù)合材組成的復(fù)合材料料貼片（塑料、橡膠貼片（塑料、橡膠和陶瓷）和陶瓷）以碳基磁性吸波材料的制備為例吸波材料的制備方法吸波材料的制備方法填充法向多孔碳材料中填充鐵磁流體首先填充

6、磁性前驅(qū)體，隨后對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行還原得到相應(yīng)的磁性物質(zhì)碳基磁性吸波材料的制備方法模板法為了獲得高品質(zhì)的磁性碳基材料，研究者提出了模板法，即在受限空間內(nèi)完成碳源的碳化和磁性物質(zhì)的形成常用的模板還包括陽(yáng)極氧化鋁、聚合物和表面活性劑氣相沉積法CVD法將包含沉積物的氣源通入反應(yīng)室，然后沉積在基體上形成涂層，是制備一維納米材料最常用的手段許多課題組用CVD法制備納米或微米磁性碳材料，可將Fe、Co和Ni等磁性金屬粒子用碳進(jìn)行包覆溶膠凝膠法該方法常被用來(lái)合成金屬或金屬氧化物與Si的納米復(fù)合材料。通過(guò)類比，研究者用其制備金屬或金屬氧化物與碳的混雜復(fù)合材料，可以控制產(chǎn)物的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)和性能溶膠凝膠法基于溶液中

7、前驅(qū)體的羥基化和縮合，產(chǎn)物的質(zhì)量可以通過(guò)改變?nèi)軇?、溫度、前?qū)體濃度、pH和攪拌速率等參數(shù)來(lái)進(jìn)行控制自組裝法是指在沒(méi)有外部引導(dǎo)的條件下，通過(guò)特定的局部反應(yīng)，利用已有的無(wú)序系統(tǒng)部件形成有組織的結(jié)構(gòu)納米吸波材料新型吸波材料等離子體吸波材料電路模擬吸波材料新寵：以碳基磁性吸波材料的制備為例吸波材料與涂料的結(jié)合應(yīng)用吸波材料與涂料的結(jié)合應(yīng)用原理原理 納米隱身涂料的基本設(shè)計(jì)原理就是納米隱身涂料的基本設(shè)計(jì)原理就是產(chǎn)生與背景一致的效果產(chǎn)生與背景一致的效果。在可見(jiàn)光下，產(chǎn)。在可見(jiàn)光下，產(chǎn)生與背景一致的顏色；在電磁波輻照下，生與背景一致的顏色；在電磁波輻照下，產(chǎn)生與背景一致的反射波譜，使偽裝目標(biāo)產(chǎn)生與背景一致的反射

8、波譜，使偽裝目標(biāo)與背景色調(diào)亮度一致或改變形狀。隱身涂與背景色調(diào)亮度一致或改變形狀。隱身涂料還應(yīng)該防止鏡面反射，涂料均為無(wú)光或料還應(yīng)該防止鏡面反射，涂料均為無(wú)光或平光，光澤最好在平光，光澤最好在10%10%以下。以下。納米隱身涂料分類納米隱身涂料分類 納米隱身涂料以其適用范圍分為：防可納米隱身涂料以其適用范圍分為：防可見(jiàn)光隱身涂料，防紅外線隱身涂料，防紫見(jiàn)光隱身涂料，防紅外線隱身涂料，防紫外線隱身涂料，防雷達(dá)波隱身涂料，防激外線隱身涂料，防雷達(dá)波隱身涂料，防激光探測(cè)隱身涂料，以及防紅外線、可見(jiàn)光、光探測(cè)隱身涂料，以及防紅外線、可見(jiàn)光、雷達(dá)波等雷達(dá)波等多種譜段隱身涂料多種譜段隱身涂料。納米隱身涂料的發(fā)展趨勢(shì)納米隱身涂料的發(fā)展趨勢(shì) 隨著探測(cè)和制導(dǎo)手段的不斷發(fā)展和完善，隨著探測(cè)和制導(dǎo)手段的不斷發(fā)展和完善，對(duì)納米隱身涂料提出更高的要求。今后納米對(duì)納米隱身涂料提出更高的要求。今后納米隱身涂料進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容有：提高現(xiàn)有隱身涂料進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容有：提高現(xiàn)有的納米隱身涂料的偽裝效果；進(jìn)行適應(yīng)各類的納米隱身涂料的偽裝效果；進(jìn)行適應(yīng)各類背景的迷彩圖案的設(shè)計(jì)研究；開(kāi)發(fā)防中遠(yuǎn)紅背景的迷彩圖案的設(shè)計(jì)研究；開(kāi)發(fā)防中遠(yuǎn)紅外納米隱身涂料；開(kāi)發(fā)能吸收聲納波的