BaZn2Fe16O27/碳微纳米复合吸收剂的制备及其吸波性能研究文献综述
2020-04-10 16:21:38
文 献 综 述
现代军事技术的迅速发展,各国的防御体系被敌方探测、跟踪和攻击的可能性越来越大,军事目标的生存能力和武器系统的御防能力受到了严重威胁;吸波材料也广泛地应用在人体安全防护、通讯及导航系统的抗电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容等许多方面。因此,隐身技术的发展受到各国的高度重视。
吸波材料一般由基体材料(黏结剂)与吸收介质(吸收剂)复合而成。传统吸波材料按其耗电磁能机理可分为三大类:电阻型、电介质型和磁介质型。碳化硅纤维、导电高聚物、石墨等属于电阻型吸波材料,电磁能主要衰减在材料的高电阻上;钛酸钡之类属于电介质型吸波材料,其机理为介电极化弛豫损耗而衰减;铁氧体、羰基铁等属于磁介质型吸波材料,其机理主要归结为磁滞损耗和铁磁共振损耗而衰减[1]。
1.吸波材料的工作原理
吸波材料的吸波实质是吸收或衰减入射的电磁波,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转变成热能或其它形式的能量而耗散掉。涂覆型吸波材料以其涂覆方便灵活可调节、吸波性能好等优点而受到许多国家的重视,几乎所有隐身武器系统上都使用了涂覆型吸波材料[2]。在理论上,涂层界面对入射电磁波不反射的条件是R =0,R =(Zs-Z0)/(Zz Z0),其中R是反射系数;Z0是自由空间的波阻抗;Zs是介质表面波阻抗。波阻抗Z可由Z =√(μ/ε)=√(μ0μr/ε0εr)计算,式中μr是相对磁导率;μ0是真空磁导率;εr是相对介电常数;ε0是真空介电常数。对于自由空间,可认为μr=εr=1,因此自由空间的波阻抗Z0=μ0/ε0。而涂覆吸波层表面波阻抗Zs=√(μ0μr/ε0εr),所以反射系数R=[√(μr/ε r)-1] /[√(μr/εr) 1]。要使R=0,则应有μr/εr=1,即参数μr=εr时,入射电磁波便全部进入吸波材料而不向外反射[3]。
吸收剂是决定吸波涂料吸波性能的主体,直接制约着吸波材料的研制水平与工程应用效果。已有文献报道的吸收剂主要有:导电炭黑、拨基铁吸收剂、铁氧体吸收剂、金属及氧化物超细粉末、多晶铁纤维、纳米吸收剂、导电高分子、等离子体、视黄基席夫碱盐、手征性吸收剂等。其中研究的比较成熟的吸收剂主要是前5种。
2铁氧体吸波材料
铁氧体其价格低廉、吸波能力好,即使在低频、厚度薄的情况下仍有很好的吸波性能从20世纪50年代至今仍被广泛应用。但铁氧体也存在密度大、高温特性差等缺点。
2.1纳米铁氧体
传统方法制备的吸波材料在吸性能上,总难有重大突破,不能同时满足薄、轻、宽、强的要求,同时制备工艺也比较复杂。因此,国内外都采用各种办法,对吸收剂的性能加以改进。其中,吸波材料的超细化,就是发展趋势之一。超细材料已经成为材料科学的前沿,被认为是材料功能发生飞跃的关键。
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