电磁改性谐振水泥基复合材料的吸波性能
吸波材料原理
吸波材料原理吸波材料是指那些具备有效吸波性能的材料。
吸波材料在物理学、工程学以及其他科学领域中均有广泛的应用，如电磁学、电子工程、航空航天、军事等领域。
这些材料可以有效地吸收和散射各种波长的电磁波，从而满足特定的电磁性能要求。
吸波材料的基本原理是利用吸波材料中各种微结构，如金属纳米线、纤维、球状晶体、金属网络等，在电磁波入射时能够产生特定的电磁场，使入射波能量得到有效吸收，从而达到吸波的效果。
一般来说，吸波材料的电磁谐振可以分为共振谐振和定向谐振两种类型，其中共振谐振的特性是更宽的谐振带宽，可以有效吸收各种不同频率的电磁波。
而定向谐振的特性则是更窄的谐振带宽，可以有效吸收特定频率的电磁波。
吸波材料的发展主要是为了满足某些特殊电磁要求。
一般来说，吸波材料的研究和开发主要有以下几个方面：首先是电磁屏蔽功能，即使用吸波材料可以有效地屏蔽外界的电磁波，从而保护电子元件和系统免受外界电磁波的影响。
其次是电磁遮蔽功能，也就是使用吸波材料可以在空间中有效地阻挡外界的电磁波，从而有效地保护军事、航空航天等领域的信息安全。
此外，吸波材料还可以用于低热控制，即在高温环境下使用吸波材料可以有效地将外界的热能和紫外线吸收，从而降低电子设备和其他系统中的散热。
最后，吸波材料还可以用于改善声学环境，使用吸波材料可以大大减少室内声音的反射和传播，从而达到良好的声学效果。
从上述可以看出，吸波材料在电磁学、电子工程、航空航天、军事等领域中均有着重要的应用，其基本原理是利用吸波材料中各种微结构，使电磁波入射时能够产生特定的电磁场，从而达到吸波的效果。
另外，吸波材料的发展也是为了满足特殊的电磁要求，如电磁屏蔽功能、电磁遮蔽功能、低热控制、改善声学环境等等。
新型水泥材料的种类与应用
在人体中也没有排 斥反应 。其 中羟基磷灰石材料 已作为一种优 良 的人工骨置换材料在 临床得到大量的应用。上海第二 医科大学附 属九院采用磷 酸钙 、碳酸钙和磷酸氢钙为起始料骨质材料压缩强 度可达 ２ ． ４ ９ ６ Ｍ Ｐ ａ ， 并进行 了短期生物性能试验及体 内骨种植试验 ， 证实磷灰石骨水泥具有 良好 的生物相容性和骨组织结合性 。
２环 保 新型Байду номын сангаас水泥
２ ． １ 生 态 水 泥
随着 人们环 保意 识 的加 强，开发 绿色 建材 、发 展生态 水泥 成为建 筑业 一个重要 内容 。生态水泥 就是利 用各种 工业废 料 以
及 城 市生活垃 圾作 为原燃 料制作 出水泥 。这种工 艺对于垃 圾 的 处理 以及 环境保 护都 起到 了积极 的作用 。随着人 口的增加 、经 济 的发展 ，城市 里各种 固体废 弃物和 城市污 泥越来 越多 ，对 于 这些 废弃 物 的处 理，科研 人员 也做过 多种 尝试，而应用 生态水 泥 的生产是最为有 效的方法 。
３ ． ２导 电水泥基复合材料 俄 罗斯在导 电水泥复合基材料 的研 制上做出 了突 出的贡献 ， 导 电水 泥 就 是 把 一 定 比 例 的 导 电 组 分 加 入 到 了水 泥 的 基 体 里 ， 使 得水 泥也有 了导 电性 能。最常 用的导 电组分有 聚合物类 、金 属 类和碳类 三种类 型，后两种是最普通 的类型 。 ３ ． ３吸波水泥基复合材料 现 在人们对 于 电磁辐射 的防护 意识越来 越强 ，但 是 电磁屏 蔽 防护具有 高反射 的弊端 ，所 以电磁 波吸 收材料成为 人们迫切 需要 的产 品。实验发 现，高铁粉 煤灰水 泥基材料 有着很 强的吸 波 性能 ，它 的吸波性 能与磁 性氧化铁 的含量有 着密切 的关系 ， 我们 可 以利用 磁选技 术 以及钢 渣代替 部分粉煤 灰的措施来 提 高 高铁粉煤灰颗粒的 电磁损耗。
吸波材料有哪些
吸波材料有哪些吸波材料是一种可以吸收电磁波能量的特殊材料，广泛应用于通信、雷达、航空航天等领域。
吸波材料的主要作用是减少电磁波的反射和散射，从而降低电磁干扰和提高通信和雷达系统的性能。
目前市场上有许多不同类型的吸波材料，下面将介绍一些常见的吸波材料及其特点。
1. 碳基吸波材料。
碳基吸波材料是一种由碳纳米管、石墨烯等碳材料制成的吸波材料。
这类材料具有良好的吸波性能，能够有效吸收宽频段的电磁波。
同时，碳基吸波材料具有质量轻、耐高温、耐腐蚀等优点，适用于航空航天领域。
2. 铁氧体吸波材料。
铁氧体吸波材料是一种由铁氧体颗粒和聚合物基质组成的复合材料。
这类材料具有较高的磁导率和介电损耗，能够有效吸收微波和毫米波段的电磁波。
铁氧体吸波材料在雷达隐身、电磁兼容等方面有着重要的应用。
3. 多孔吸波材料。
多孔吸波材料是一种具有微孔结构的材料，能够通过多次反射和折射来实现对电磁波的吸收。
这类材料具有较宽的吸波频段和较高的吸波性能，适用于通信基站、无线电设备等领域。
4. 复合吸波材料。
复合吸波材料是一种由多种吸波材料组合而成的复合材料，能够充分发挥各种吸波材料的优点，实现对不同频段电磁波的吸收。
复合吸波材料具有较高的吸波性能和较宽的应用范围，是目前吸波材料研究的热点之一。
总的来说，吸波材料在电磁兼容、雷达隐身、通信保密等领域有着重要的应用，不同类型的吸波材料具有不同的特点和适用范围，科研人员和工程师们需要根据具体应用需求选择合适的吸波材料。
随着材料科学和工程技术的不断发展，相信吸波材料将会在未来发挥更加重要的作用。
碳纤维增强水泥基复合材料的吸波性能研究
２ ２ １ 短 碳纤 维 的预分 散及 Ｃ Ｒ ．． Ｆ Ｃ试样 的制备 将称量 好 的短 碳 纤 维 放 到 ５ ０ 烧 杯 中 ， 人 总 ０ ｍｌ 加
用水 量 的一 部 分 ， 碳纤 维完 全浸 人并 略有 过量 为 宜 。 使 超声 振荡 ， 歇搅 拌 ， 温保 持 在 ３ ＂ ４ ℃ ， 间 水 ８－ ４ 振荡 持 续 － １ｍｉ 右 。按 后 期 制 备 Ｃ Ｒ 时 所 用 水 泥 质 量 的 ０ ｎ左 ＦＣ ０６ －０ ８， 取 ＨＥ ． － ． 称 － ９ ６ Ｃ分 散 剂 ， 其 加人 到 烧 杯 中 ， 将 搅拌 ， 继续 超声 振荡 １ ｍｉ 右 ， ０ ｎ左 分散剂 水溶液 的质 量
少［ ］ １ 。本研 究讨 论 了 短 碳 纤维 随机 分 布在 水 泥基 体 中制 成 Ｃ Ｒ Ｆ Ｃ后 ， 反射 率 与 频 率及 与碳 纤 维掺 量 之 间 的关 系 ， 为该 类 材 料 在 不 同频 率 段 具 有不 同的 电磁 认
性能 ， 不论 从 吸波 性 能 看 ， 是从 反 射 电磁 波性 能看 ， 还
分数 控制在 １ ６ ６ １ ７ 之 间。将 称 量好 的水 泥 、 ． ６， ． ７ ９～ 砂子 和硅粉 等 干料 加 人 到搅 拌 锅 内， 同时加 人 水 泥质
削弱 其 电 磁 影 响 。吸 收 电 磁 波 应 具 备 两 个 基 本 条 件 ］ （） ：１是人 射 波最 大 限度 地 进 人 材 料 内部 而 不 在 其 前表 面 上反 射 ， 即材料 的 匹 配特 性 ｝２ 是进 人 材 料 （）
反 射率 一１ ． ｄ 。 ９４ Ｂ
都是 一种 良好 的 电磁 屏 蔽体 ， 为其 在防 止雷 达波 干扰 、
核辐 射等 电 磁 污 染 领 域 中 的 应 用 研 究 提供 了 重要 参
国内外水泥及水泥基材料发展研究[修改版]
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第一篇：国内外水泥及水泥基材料发展研究新世纪国际水泥工业的发展趋势是以节能、降耗、环保、改善水泥质量和提高劳力生产率为中心，实现清洁生产和高效率节约化生产，走可持续发展的道路。
研究的重点主要是围绕水泥工业节能降耗、减少厂有害气体（C02、S02和NOx等）排放以及低品位原燃料、工业废弃物的资源化利用等方面，具体表现在两个方面：一是国际水泥工业技术与装备上新型干法水泥生产技术向着大型化、节能化以及自动化方向发展，如高效预热分解系统、第三代“控制流蓖板”和第四代“无漏料横杆推动”蓖式冷却机、新型辊式磨及混压机粉磨系统、自动化控制及网络技术、新的熟料烧成方法如流态化床和喷腾炉烧成技术、高效除尘技术、炯气脱硫除氮技术等的开发和应用，使水泥工业进入现代化发展期。
二是水泥及水泥基材料的研究是以水泥的生态化制备、先进水泥基材料、水泥的节能和高性能化、废弃物出资源化利用以及水泥制备和应用中的环境行为评价和改进等方面为研究开发重点，两者相辅相成，推动了水泥工业的可持续发展。
一、水泥的生态化制备和生态水泥的发展随着科学技术的发展和人们环保意识的增强，水泥工业的可持续发展越来越得到重视，自20世纪70年代开始，美国、法国、德国、日本等工业发达国家就已研究和推进废弃物替代天然资源的工作，并在二次能源的资源化利用方面取得良好进展。
生态水泥的研究也是目前水泥研究的热点之一。
生态水泥是一种新型的波特兰水泥，其中含有20％左右的C11A7.CaCl2（代替C3A），它适用于建造房屋、道路、桥梁和混凝土制品等。
这种水泥的研制不仅解决了城市及工业垃圾处理问题，而且还通过垃圾的循环利用系统保护了环境。
二、先进水泥基材料的研究随着建筑业、海洋业和交通业等的飞速发展，超高、超长、超强和在各种严酷条件下使用建筑物的出现，对水泥与混凝土材料提出了更高的要求，高强度、长寿命、低环境负荷是当代水泥材料发展的主要方向。
先进水泥基材料以现代材料科学理论为指导，以未来胶凝材料为主要研究目标，其目的是把传统的水泥与混凝土材料推向高新技术领域进行研究和开发。
吸波材料参数
吸波材料参数吸波材料是一种能够有效吸收电磁波能量的材料，广泛应用于电磁兼容、无线通信、雷达隐身等领域。
吸波材料的性能参数对其吸波性能有着重要影响，下面将对吸波材料的参数进行详细介绍。
1. 工作频率范围。
吸波材料的工作频率范围是指其能够有效吸收电磁波的频率范围。
通常来说，吸波材料的工作频率范围越宽，其在不同频段的吸波性能就越好。
因此，选择吸波材料时需要根据实际应用的频率范围来进行合理选择。
2. 吸波性能。
吸波性能是评价吸波材料性能的重要参数，通常用反射损耗和吸收损耗来描述。
反射损耗是指电磁波在材料表面的反射损耗，吸收损耗是指电磁波在材料内部的吸收损耗。
一般来说，吸波材料的反射损耗和吸收损耗越大，其吸波性能就越好。
3. 厚度。
吸波材料的厚度对其吸波性能有着重要影响。
一般来说，吸波材料的厚度越大，其在低频段的吸波性能就越好，而在高频段的吸波性能则会受到影响。
因此，在实际应用中需要根据具体频率范围和吸波要求来选择合适的厚度。
4. 温度稳定性。
吸波材料的温度稳定性是指其在不同温度下的吸波性能稳定程度。
一般来说，吸波材料的温度稳定性越好，其在复杂环境下的吸波性能就越可靠。
因此，在一些特殊应用场景中，需要选择具有良好温度稳定性的吸波材料。
5. 加工性能。
吸波材料的加工性能对其在实际应用中的加工和成型有着重要影响。
良好的加工性能能够保证吸波材料在成型过程中不会出现裂纹、气泡等缺陷，从而保证其吸波性能。
因此，在选择吸波材料时需要兼顾其加工性能。
综上所述，吸波材料的参数包括工作频率范围、吸波性能、厚度、温度稳定性和加工性能等。
合理选择吸波材料的参数，能够有效提高其在电磁兼容、无线通信、雷达隐身等领域的应用性能，为相关领域的发展提供有力支持。
吸波材料原理
吸波材料原理
吸波材料是一种具有吸收电磁波能力的材料，主要应用于电磁波的隔绝和减弱。
它的原理可以总结为以下几点：
1. 多重界面反射：吸波材料通常由多个层或多个微小结构组成，这些层或结构之间形成了多个界面。
当电磁波入射到这些界面上时，会发生多次反射和透射。
通过设计吸波材料的结构和材料参数，可以实现对特定频段电磁波的反射，从而实现吸波效果。
2. 吸收损耗：吸波材料通常含有一定的电导率或磁导率，当电磁波通过材料时，会引起材料内部电流的产生。
这些电流会产生电阻损耗或磁耗，将电磁波的能量转化为热能，从而实现吸波。
3. 多模匹配：吸波材料的结构可以通过匹配电磁波的波长，并将其引导到材料内部。
在材料内部，电磁波会发生多次反射和干涉，导致电磁能量的吸收和耗散。
4. 表面阻抗匹配：吸波材料的表面阻抗与入射电磁波的阻抗进行匹配，从而实现电磁波的吸收。
通常，吸波材料的表面阻抗应与空气或周围环境的阻抗接近，以确保最大限度的能量转移和吸收。
需要注意的是，吸波材料的设计和选择取决于特定的应用需求和工作频段。
不同的吸波材料在吸波性能、耐用性、成本等方面都有所不同，因此需要根据具体情况进行选择和应用。
吸波材料简介
吸波材料简介1、定义所谓吸波材料，指能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料。
在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。
2、吸波原理分类吸波材料的损耗机制大致可以分为以下几类：其一，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。
其二，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。
其三，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。
3、材料种类随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。
在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。
因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为材料科学的一大课题。
吸波材料按材料分类主要分为：铁氧体吸波材料，是利用磁性材料的高频下损耗和磁导率的散射来吸收电磁波的能力。
金属超微粉吸波材料，金属材料因居里点高（770K）而耐高温，Ms可达铁氧体的3-4倍，金属自然共振频率比铁氧体高得多，有更好的吸收性能，但是块状金属吸波材料会受到金属趋肤效应的限制。
随着金属或合金的粒度减小，材料对电磁波的吸收性能逐步增加，反射性能逐渐减弱。
多晶铁纤维吸波材料，多晶铁纤维吸波材料包括Fe、Ni、Co其合金纤维，具有较高的磁导率和导电率。
纳米吸波材料，当颗粒尺寸减小到10-100nm时，粒子的物理和化学性能发生巨大的变化，粒子表面原子所占比例变大，不同能级跃迁就可以吸收不同波段的能量，与聚氨乙烯混合组成复合吸收体，就可以对毫米波、远红外、近红外有很强的吸收，可谓是宽频带吸波材料。
电磁屏蔽与吸波材料
电磁屏蔽与吸波材料在当今的高科技社会，电磁辐射已经成为日常生活中不可避免的一部分。
然而，过量的电磁辐射对人体健康的影响却不容忽视。
为了解决这一问题，电磁屏蔽与吸波材料应运而生。
电磁屏蔽材料是一种能够阻挡电磁波传播的材料，可有效防止电磁辐射对人体的伤害。
而吸波材料则通过吸收电磁波的能量，将其转化为热能或其他形式的能量，以减少电磁辐射的传播和反射。
电磁屏蔽材料主要分为导电材料和导磁材料。
导电材料的屏蔽效能主要取决于材料的电导率，而导磁材料的屏蔽效能则取决于磁导率。
在实际应用中，往往需要结合使用导电和导磁材料，以实现更全面的电磁屏蔽效果。
吸波材料则根据吸收原理的不同，分为吸收型材料和干涉型材料。
吸收型材料主要通过介质的介电常数和磁导率来吸收电磁波；而干涉型材料则通过相邻界面的反射波相互抵消来实现吸波效果。
随着科技的不断进步，电磁屏蔽与吸波材料的应用领域越来越广泛。
除了传统的电子设备和军事领域，现在还涉及到医疗、建筑、汽车等多个领域。
例如，医疗设备中的核磁共振仪需要采用有效的电磁屏蔽措施，以避免对患者和操作人员的辐射伤害；建筑物的窗户和墙壁可以使用具有吸波性能的材料，减少电磁辐射的侵入；汽车中的电磁屏蔽可以有效保护驾乘人员免受电磁辐射的伤害。
总之，电磁屏蔽与吸波材料在保护人类免受电磁辐射伤害方面发挥着重要作用。
随着科学技术的不断发展和人们对健康生活的不断追求，电磁屏蔽与吸波材料的研究和应用将会得到更广泛的和更深入的发展。
引言：随着电子设备和系统的飞速发展，电磁屏蔽材料与吸波材料在保障设备和系统正常运行、降低电磁干扰和提高安全性等方面具有重要作用。
电磁屏蔽材料能够反射或吸收电磁波，阻止其传播或干扰敏感元件。
吸波材料则能够吸收电磁波，并将其转化为热能或其他形式的能量，从而降低电磁干扰。
为了更好地评估电磁屏蔽材料与吸波材料的性能，本文将介绍其性能测试方法及进展。
测试方法：电磁屏蔽材料与吸波材料的性能测试方法主要包括传统方法和最新技术。
微波吸波材料
微波吸波材料
微波吸波材料是广泛应用于无线通信、雷达系统和微波设备领域的一种材料。
它具有吸收和隔离微波信号的能力，可以减少系统中的干扰和反射。
微波吸波材料的主要作用是吸收微波，将其转化为热能，并防止微波信号的反射和传输。
以下是常见的微波吸波材料：
1. 碳基材料：碳纳米管是一种常见的碳基吸波材料，具有优异的微波吸收性能。
其特点是结构独特，导电性好，表面积大，可以吸收较宽频率范围的微波信号。
2. 磁性材料：磁性材料可以通过调控其磁性性质来实现对微波信号的吸收。
例如，铁氧体是一种具有高磁导率和频率选择性的材料，可以吸收高频率的微波信号。
3. 复合材料：复合材料由两种或多种材料的组合构成，可以获得更好的吸波性能。
常见的复合材料包括由金属和绝缘材料组成的复合膜，可以实现宽频率范围内的吸波效果。
4. 气凝胶：气凝胶是一种具有低密度和多孔性的无机材料，具有良好的吸波性能。
由于其高比表面积和多孔结构，可以有效吸收微波信号。
5. 金属/非金属复合材料：金属/非金属复合材料是通过将金属纳米颗粒或圆柱体嵌入非金属基底中制备而成的。
这种复合材料可以调节金属颗粒的形状和排列方式以控制微波吸收性能。
微波吸波材料的选择取决于应用的具体要求。
一般来说，应根据所需吸波频率范围、吸波性能、材料成本和加工复杂性等因素进行选择。
除了材料本身的特性外，材料的制备方法和结构设计也对吸波性能有重要影响。
因此，在设计和选择微波吸波材料时，需要综合考虑各种因素，以获得最佳的吸波效果。
频率选择表面对PET水泥基材料吸波性能的影响
频率选择表面对PET水泥基材料吸波性能的影响张月芳;郝万军;刘顺华【摘要】To solve environmental pollution problem caused by electromagnetic wave radiations,frequency selective surface(FSS) composite of cement-based electromagnetic wave absorbing material was prepared by using waste polyethylene terephthalate(PET) broken bottle chips and polypropylene fiber as electromagnetic wave absorbing materials and reinforcement.The waste PET chips have the advantages of low cost,light weight,thin thickness,high strength and simple processing technology.Three types of FSS such as closed,open and combined type were compounded on the surface of cement matrix.It greatly improves the absorbing properties in 2-18 GHz band.The combined type FSS with 1 ring has the best absorption performance in S band(2-4 GHz),the minimum value of reflection loss(RL) achieves-19.9 dB at 2.5 GHz and the ratio of less than-10 dB absorption band width is 47.5％.The influence of unit size and number on absorbing properties exhibits different characteristics between the S band and 4-18 GHz band.%为解决电磁环境污染问题,以废弃聚对苯二甲酸乙二酯(PET)塑料瓶碎片、聚丙烯纤维作为水泥基体的透波剂和增韧增强介质,在水泥基材料表面复合封闭式、开放式、组合式3组频率选择表面(FSS),制备了成本低、质量轻、厚度薄、强度高、加工工艺简单的FSS复合水泥基吸波平板试样.结果表明:FSS复合水泥基吸波平板试样在2～18 GHz频段的吸波性能有了较大的改善,环数为1环的组合式复合试样在2.5 GHz处的最小反射率为-19.9 dB,-10 dB以下的吸收带宽占了整个频段的47.5％;S频段(2～4 GHz)内FSS单元尺寸和个数对复合试样吸波性能的影响规律与4～18 GHz频段表现出不同的特性.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2018(021)001【总页数】7页(P117-123)【关键词】水泥基吸波材料;聚对苯二甲酸乙二酯(PET);频率选择表面;阻抗匹配;S 频段【作者】张月芳;郝万军;刘顺华【作者单位】海南大学材料与化工学院,海南海口570228;大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116085;海南大学材料与化工学院,海南海口570228;大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116085【正文语种】中文【中图分类】TB34;TU52现代社会中，电磁辐射对空间环境的污染会在一定程度上影响人类的生存和发展，危害人体的健康.目前，水泥基材料的电磁波吸收功能主要是通过外掺超微粉、纤维、磁性铁氧体等各种吸波剂来达到的[1-2].另外，发泡聚苯乙烯(EPS)[3]、膨胀玻化微珠[4]等透波剂的掺入虽然能改善水泥基材料与自由空间的阻抗匹配特性，但会降低其力学性能.在中继、卫星通信、雷达以及日常生活中广泛使用的蓝牙、无线路由器、微波炉等工作频段都在S频段(2～4GHz)，而已有文献对S频段的吸波性能或未进行测试，或所测得的吸波性能并不理想.因此，针对S频段电磁污染的民用水泥基吸波建材进行研究，具有实际应用价值.频率选择表面(FSS)是一种利用周期性的金属缝隙或者贴片单元对电磁波产生带通或带阻特性的空间滤波器.在吸波材料中复合FSS结构，通过调节结构单元的形状、尺寸、介质的加载方式等可以改变材料的等效电磁参数，改善其阻抗匹配特性，减小厚度，优化吸波性能[5].对于FSS微波低频段(1～4GHz)的传输特性研究，尹柏林等[6]通过对传统方环形结构进行规则地弯折和加入枝节，实现了低频FSS的小型化设计；周栋等[7]设计制备了谐振频率为1.8～4.4GHz的碳纤维导电复合材料单层和双层FSS；Chen等[8]通过在磁性吸波材料中嵌入多层FSS结构，制备了1～2GHz吸波性能良好的吸波体；Holtby等[9]研究了在几何渐变吸波体中复合FSS对其低频吸波性能的影响.但是，将FSS用于水泥基吸波材料中还未有文献报道.随着聚对苯二甲酸乙二酯(PET)塑料瓶在各种液体食品包装中的广泛应用，其废弃后对环境的污染问题不容忽视.近些年来，一些学者开始研究回收PET瓶来生产聚合物混凝土或PET纤维增强混凝土，但因成本居高不下，用量并不多，而将PET瓶碎片作为水泥的轻集料是其回收利用的比较经济有效的方法.研究表明，掺入PET会使水泥或混凝土的力学性能如抗压强度、抗折强度略有下降，而弹性模量增大，吸水率降低[10].另外，PET是一种很好的透波材料，考虑到实用性、经济性及其对材料力学性能的影响，本文以废弃PET瓶碎片、聚丙烯纤维作为水泥基体的透波剂和增韧增强介质，并在水泥材料表面分别复合封闭式、开放式、组合式3组频率选择表面，制备了成本低、质量轻、强度高、加工工艺简单的FSS复合水泥基吸波平板试样，研究了3种结构单元尺寸和个数变化对试样吸波性能的影响.1 试验1.1 原材料海南华盛天涯水泥有限公司生产的复合硅酸盐42.5水泥，其28d抗压强度为42.2MPa.山东鸿聚工程材料有限公司生产的聚丙烯短切(PF)纤维，直径为18～48μm，切断长度为3mm.由矿泉水瓶切碎后清洗烘干得到的不规则形状PET碎片，尺寸2～ 8mm.厦门集捷电子科技有限公司生产的导电铝箔胶带，厚度0.06mm. 1.2 试样制备(1)水泥基板的制备：把纯水泥和聚丙烯纤维倒入UJZ-15型砂浆搅拌机内搅拌3min使纤维分散均匀，再按水灰比(mW/mC)0.35慢慢加入水和经过预处理的PET碎片，搅拌5min后，倒入18cm×18cm，厚度为2cm的模具中，人工振实成型，静置24h后脱模，置于20℃水箱中养护28d；将养护好的水泥基板置于烘箱中低温干燥，直至其质量不再变化.(2)电磁参数试样的制备：将上述充分搅拌混合后的水泥浆料静置10h初凝后，用专用模具压制成外径7mm，内径3mm的中空圆柱形样品，再截取中间部分打磨成厚度为4mm的同轴管试样，同样养护28d后低温干燥.(3)FSS的制备：利用CAD绘图软件设计出FSS的结构单元并打印出来，裁剪成18cm×18cm大小，在相应的位置上粘上铝箔胶带.(4)FSS复合水泥基吸波平板的制备：把水泥基板与FSS用黏结剂复合，制成FSS复合水泥基吸波平板试样.试样设计如表1所示.表1 试样设计表Table 1 Design of samplesAggregatetypeAggregatecontent(byvolume)/%CementslurryCeme ntsubstratethickness/cmFSSstructureNothing0mW/mC=0 3512NonPFfiber3mW/mC=0 351 2Closedtype，opentype，combinedtypePET20mW/mC=0 351 2Closedtype，opentype，combinedtype1.3 性能测试试样吸波性能采用HP8720B矢量网络分析仪，用弓形法进行测试，测试结果用反射率值R来表示.电磁参数用同轴管法测量，将试样置于校准的同轴传输反射系统中，用HP8720B矢量网络分析仪采集数据、测试频率均为2～18GHz.2 FSS复合水泥基吸波材料的等效电路分析根据传输线理论，FSS复合水泥基吸波材料可等效为如图1所示的等效电路[11].其中，FSS单元可等效为RLC并联或串联电路，水泥基板等效为一段一定长度的传输线，而金属背板相当于终端短路，输入阻抗为0.FSS等效电路中的反射率R 由铝箔电阻损耗和辐射损耗决定，L和C则由周期结构单元的几何形状和大小决定.图1中L1为水泥基板的等效传输线长度.图1 FSS复合水泥基吸波平板结构及其等效电路图Fig.1 Structure and equivalent circuit of FSS composite cement absorbing plate第一层界面处输入阻抗为：Zin1=Z1tanh(γ1d1)(1)第二层FSS表面输入阻抗为：(2)式中：Z1为水泥基板的特征阻抗，；为水泥基板的传播常数；ε0和μ0是真介电常数和磁导率，ε1和μ1是水泥基板的相对复介电常数和相对复磁导率；Z2=R2+jX2，R2和X2分别为FSS层(第二层)的电阻和电抗；L1=d1，L2=0.垂直入射时，表层端面处的反射系数为:(3)反射率为:(4)式中：Z0为空气的特征阻抗，3 试验结果与分析3.1 水泥基板的电磁参数吸波材料复电磁参数的实部代表电磁能量的存储能力，而虚部表示能量的损耗特性.图2(a)，(b)分别是纯水泥板和聚丙烯纤维增强PET水泥基板的电磁参数实部和虚部.由图2可见，2种水泥板的复磁导率μ值基本相同，实部(μ′)介于1.0～1.1，虚部(μ″)介于0.01～0.02，说明两者基本没有磁损耗.纯水泥板的复介电常数ε的实部(ε′)均值和虚部(ε″)均值分别是5.00和0.08，随频率的变化不明显，基本保持一条直线；聚丙烯纤维增强PET水泥基板的复介电常数ε的实部(ε′)为4.1～4.7，随频率增大而略有下降，虚部(ε″)在0.02～0.08间波动，这说明2种水泥板都会使入射电磁波产生比较微弱的介电损耗.根据有效介质理论，水泥基复合材料的有效介电常数εeff取决于材料中的各组分[12]：(5)图2 2种水泥板的电磁参数Fig.2 Electromagnetic parameters of cement plates式中：pi为第i组分的体积分数；εi是第i组分的复介电常数.聚丙烯纤维的介电常数是1.5，PET的介电常数为3.2左右，复合水泥基板的电磁参数测试结果与式(5)基本符合.聚丙烯纤维和PET都属于无损耗的透波材料，它们的加入降低了水泥基板的介电常数实部.从式(1)，(3)可以看出，材料的介电常数和磁导率数值越接近，其阻抗匹配越好，反射率越小，吸波性能越好.3.2 不含FSS的水泥基板吸波性能图3为复合FSS前纯水泥板和聚丙烯纤维增强PET水泥基板的吸波性能.由图3可知，水泥基板的反射率曲线起伏要强于纯水泥板，在部分频段其吸收性能有较大改善，在12.0GHz和16.8GHz处产生了2个干涉相消的吸收峰.但水泥基板反射率在2～18GHz 整个频段均在-10dB以上，2～7,9～11GHz的平均反射率则在-3dB以上，达不到电磁防护要求.3.3 封闭式FSS复合水泥基吸波平板的吸波性能封闭式FSS的单元设计如图4所示，图中黑色部分为贴膜部分.环形单元是由8个直角三角形绕着中间的小圆围成的，其中01，02和03号图样分别为1环、2环和3环结构.图5(a),(b)分别为2～4GHz 和4～18GHz频段封闭式FSS复合水泥基吸波平板试样的反射率曲线.图3 无FSS水泥基板的吸波性能Fig.3 Absorbing properties of FSS free cement plates从图5(a),(b)可以看出，与未加FSS的水泥基板相比，复合01，02和03号图样的试样吸波性能和吸波带宽均有改善.在整个2～18GHz频段，复合01号图样的试样吸收峰分别在2.8，7.0，11.7，16.5GHz处，且最大吸收峰值为-15dB；复合02号图样的试样吸收峰在2.7，6.9，11.7，16.8GHz处，其反射率虽然在2～18GHz整个频段均处于-10dB以上，但吸波曲线比较平缓，全频带吸波性能都有改善；复合03号图样的试样吸收峰分别在2.2，6.9，11.7，16.0GHz 处，最大吸收值达-22dB，-10dB以下的吸收带宽占了整个频段的25%.整体分析可知，复合03号图样的试样吸波效果最好.由图5(a)可知，在2～ 4GHz频段，与3环结构的03号图样复合的试样吸波性能最好，在2.2GHz处达到了最大吸收值-11.9dB，但其带宽和吸收率优化都还不够理想.图4 封闭式FSS图样设计Fig.4 FSS design of closed type(size:cm)图5 封闭式FSS复合水泥基吸波平板试样的吸波性能Fig.5 Absorbing properties of closed FSS composite cement plates复合FSS对水泥基板吸波性能的优化机理可以概括为以下几点：(1)封闭式单元内包含了方形和环形结构，二者优化叠加时引入了高、低频的吸波谐振频率，产生了多个吸收峰.(2)随着环数增加，各复合试样的吸波性能变好，吸收峰向低频方向移动.这可以用上面等效电路模型来解释，环数的增加可使谐振单元的尺寸和间距变小，并联入电路的FSS电抗增大，电纳减小，阻抗匹配性能优化，同时使谐振频率降低.因此，可以较方便地通过调节FSS谐振单元的形状和尺寸来进行阻抗调整，控制谐振频率.(3)FSS表面处的初次反射波和透射入水泥基体中的多次反射波之间会产生干涉损耗.(4)FSS层构成了一个导电网络，入射电磁波在铝箔表面会感应出趋肤电流，产生涡流损耗而将部分电磁波能量转化为热能耗散掉.3.4 开放式FSS复合水泥基吸波平板的吸波性能图6为开放式FSS图样设计.如图6所示，04，05和06号为开放式开口谐振环形状，谐振单元的个数分别为1个、4个和9个，环线宽度分别为1.2，0.6，0.4cm，连接谐振环两端的线段宽度分别为1.8，0.9，0.6cm.图7(a)，(b)分别为开放式FSS复合水泥基吸波平板试样在S频段(2～4GHz)和4～18GHz频段的反射率曲线.图6 开放式FSS图样设计Fig.6 FSS design of open type(size:cm)图7 开放式FSS复合水泥基吸波平板的吸波性能Fig.7 Absorbing properties of open FSS composite cement plates从图7(a)，(b)可以看出，与未复合FSS的水泥基板相比，复合04，05，06号图样的试样反射率曲线都向低频方向移动，这与复合封闭式结构试样的变化规律一致.但与复合封闭式结构试样相反的是，随着FSS谐振单元个数的增加，各试样的吸收峰位置向高频方向移动.在2～18GHz，复合04号图样的试样吸收峰分别在2.1，6.7，11.4，16.0GHz处，最大吸收峰在16.0GHz处达到-23dB，-10dB以下的吸收带宽占了整个频段的19%；复合05号图样的试样吸收峰分别在2.2，6.8,11.7，16.2GHz处，且最大吸收峰在6.8GHz处达到-28dB，-10dB 以下的吸收带宽占了整个频段的28%；复合06号图样的试样吸收峰分别在2.4，7.1，11.5，16.4GHz处，最大吸收峰在11.5GHz 处达到-21dB， -10dB以下的吸收带宽占了整个频段的28%.从以上数据分析可知，在各波段吸收峰处，3个复合试样的吸波性能各有优势.由图7(a)可知，在S频段(2～4GHz)，与06号图样(9个谐振单元)复合的试样在2.4GHz处的反射率达到了-22.6dB，-10dB以下的吸收带宽占了整个频段的40%，已经能满足S带电磁防护的要求.开放式开口谐振环FSS设计的吸波机理与封闭式相同，都是依据FSS的电磁谐振机制，通过改变谐振单元形状及尺寸来调节复合材料的等效输入阻抗和耦合振荡频率.不同的是封闭式设计以电偶极子谐振为主，而开口谐振环结构在入射电磁波磁场诱导下会感生出一个环形电流，产生的感应磁场方向与外加磁场方向相反，导致强的磁谐振，从而促进材料对电磁波的吸收.3.5 组合式FSS复合水泥基吸波平板的吸波性能在封闭式FSS和开放式FSS研究的基础上进行了简化和复合处理，设计了组合式的FSS单元(见图8)，研究单元中闭合环个数对吸波平板吸波性能的影响.图8中07，08和09号图样的固定线宽为4mm，外框多边形边数为6，环数分别为1环、2环、3环.图9为组合式FSS复合水泥基吸波平板试样的吸波性能.图8 组合式FSS图样设计Fig.8 FSS design of combined type图9 组合式FSS复合水泥基吸波平板试样的吸波性能Fig.9 Absorbing properties of combined FSS composite cement plates由图9(a)可见，在S频段(2～4GHz)，组合式1环、2环和3环设计都有很好的优化效果.复合09号图样的试样吸收峰在2.8GHz处，吸收峰值为-15.7dB，-10dB以下的吸收带宽占了整个频段的37.5%；复合08号图样的试样吸收峰在2.8GHz处，峰值为-16.0dB，-10dB以下的吸收带宽占了整个频段的40%；复合07号图样的试样吸收峰在2.5GHz 处，峰值达到了-19.9dB，-10dB以下的吸收带宽占了整个频段的47.5%.由此可见，复合07号图样的试样吸收峰值和带宽都最佳.图9(b)中，与未复合FSS的水泥基板相比，各复合试样在4～ 18GHz频段的吸收峰位置同样向低频方向移动，但移动幅度没有封闭式和开放式结构的大；随着闭合环数的增加，3个吸收峰的位置基本不变，说明组合式结构中闭合环个数对吸收峰位置影响不大，即对谐振频率影响不大；随着环数的增多，各复合试样的吸波性能增强，但整体吸波效果不及封闭式和开放式设计.4 结论(1)以废弃PET瓶碎片、聚丙烯纤维作为水泥基体的透波剂和增韧增强介质，可降低水泥基体的介电常数，改善阻抗匹配，产生干涉损耗，提高吸波性能.同时，能实现PET塑料瓶的低成本大量回收利用，有利于节约资源和保护环境.(2)通过对FSS吸波原理的等效电路分析，设计了封闭式、开放式、组合式3种结构的FSS图样，与纤维增强PET水泥基板复合后，使其2～ 18GHz频段的吸波性能有了很大提高，特别是对S频段的优化效果最为明显；3种设计都达到了S带电磁防护的要求，且工艺简单，厚度薄，成本低.(3)3种结构中，在S频段(2～4GHz)，环数为1环的组合式图样复合试样吸波性能最佳，其在2.5GHz处的最小反射率为-19.9dB，-10dB以下的吸收带宽占了整个频段的47.5%.在4～18GHz频段，有4个谐振单元的开放式FSS结构的复合试样吸波性能最好，其有效吸收带宽为28%.研究还发现，S频段内FSS图形环数和个数对复合试样吸波性能的影响规律与4～18GHz频段表现出不同的特性.参考文献：[1] WANG Z J,ZHANG T,ZHOU L.Investigation on electromagnetic and microwave absorption properties of copper slag-filled cementmortar[J].Cement and Concrete Composites,2017,74:174-181.[2] 熊国宣，叶越华，左跃,等．锰锌铁氧体水泥基复合材料吸波性能的研究[J]．建筑材料学报，2007，10(4)：469-473.XIONG Guoxuan,YE Yuehua,ZUO Yue,et al.Study on absorption properties of cement based composite materials by doping Mn-Zn ferrite[J].Journal of Building Materials,2007,10(4):469-473.(in Chinese)[3] LI B Y,DUAN Y P,ZHANG Y F,et al.Electromagnetic wave absorption properties of cement-based composites filled with porousmaterials[J].Materials and Design,2011,32(5):3017-3020.[4] 贾兴文，吴洲，张亚杰，等.石墨膨胀玻化微珠砂浆的吸波性能[J].建筑材料学报，2013,16(3):396-401.JIA Xingwen,WU Zhou,ZHANG Yajie,et al.Microwave absorbing properties of the graphite expanded and vitrfied small ball mortar[J].Journal of Building Materials,2013,16(3):396-401.(in Chinese)[5] PANWAR R,PUTHUCHERI S,AGARWALA V,et al.Fractal frequency-selective surface embedded thin broadband microwave absorber coatings using heterogeneous composites[J].Transmission MicrowaveTheroy,2015,63:2438-2448.[6] 尹柏林，陈明生，刘湘湘,等.基于方环形单元的新型频率选择表面设计[J].微波学报，2016(1):57-60.YIN Bailin,CHEN Mingsheng,LIU Xiangxiang,et al.Design of new structural frequency selective surfaces based on square ring[J].Journal of Microwave Science,2016(1):57-60.(in Chinese)[7] 周栋，徐任信，王钧,等.碳纤维复合材料FSS电磁传输损耗性能研究[J].武汉理工大学学报，2015，37(12):1-5.ZHOU Dong,XU Renxin,WANG Jun,et al.Research on electromagnetic transmission loss properties of carbon fiber composite FSS[J].Journal of Wuhan University of Technology,2015,37(12):1-5.(in Chinese)[8] CHEN H Y,ZHANG H B,DENG L J.Design of an ultra-thin magnetic-type radar absorber embedded with FSS[J].Antennas and Wireless Propagation Letters, 2010(9):899-901.[9] HOLTBY D G,FORD K L,CHAMBERS B.Geometric transition radar absorbing material loaded with a binary frequency selectivesurface[J].Radar,Sonar & Navigation,2011(5):483-488.[10] CHOI Y W,MOON D J,KIM Y J,et al.Characteristics of mortar and concrete containing fine aggregate manufactured from recycled waste polyethylene terephthalate bottles[J].Construction and Building Materials,2009,23:2829-2835.[11] ITOU A,HASHIMOTO O,YOKOKAWA H,et al.A fundamental study of a thin λ/4 wave absorber using FSS technology[J].Electronics and Communications(Part 1),2004,87(11):805-813.[12] PRASAD A,PRASAD K.Effective permittivity of random composite media:A comparative study[J].Physica A B-Condensed Matter,2007,396(1-2):132-137.。
吸波材料应用频段
吸波材料应用频段一、吸波材料的基本概念和原理吸波材料是一种能够吸收电磁波能量的材料，其应用在电磁波吸收、防护、隐身等领域具有重要意义。
吸波材料的主要原理是通过材料本身的特殊结构或组分，将电磁波能量转化为其他形式的能量（如热能），从而减少或消除电磁波的反射和传输。
二、吸波材料的分类和特点根据吸波材料的成分和工作机制，可以将其分为电磁波吸收材料、阻抗匹配材料和多层复合材料等几类。
其中，电磁波吸收材料主要通过吸收电磁波能量将其转化为其他形式的能量，阻抗匹配材料将电磁波从一种介质传输到另一种介质时，通过匹配两种介质的电学性能来减少反射。
多层复合材料则是通过多层次的结构来实现吸波效果。
吸波材料具有以下特点：1. 宽波段工作能力：吸波材料的应用频段通常是比较广泛的，能够覆盖从低频到高频的电磁波。
2. 高吸收能力：吸波材料能够有效地吸收电磁波能量，减少或消除反射和传输。
3. 耐腐蚀性能：吸波材料通常需要在复杂的环境条件下使用，因此具有良好的耐腐蚀性能是必需的。
4. 结构可调性：吸波材料的结构和组分可以进行调整和设计，以满足不同频段和不同形状的需求。
三、吸波材料的应用领域1. 通信领域：吸波材料可用于电磁波隔离、降低通信干扰和提高通信质量。
2. 雷达系统：雷达系统需要精确测量目标的回波信号，吸波材料可降低回波信号的干扰，提高雷达系统的性能。
3. 航空航天领域：吸波材料可以用于飞机的隐身涂层，减少飞机的雷达反射信号，提高飞行安全性。
4. 电子设备：吸波材料可以用于电子设备的EMC（电磁兼容性）设计，减少电磁干扰，提高设备的工作稳定性。
5. 医学领域：吸波材料可用于医学图像和诊断设备中，减少信号的干扰和背景噪声，提高图像和信号的质量。
四、吸波材料的发展趋势和挑战随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，吸波材料也面临着一些挑战和发展的趋势：1. 多功能化：吸波材料逐渐向多功能化方向发展，除具备吸收电磁波的功能外，还能具备导电、导热、防腐蚀等功能，以满足不同领域的需求。
无机吸波材料的主要种类及功能介绍
无机吸波材料的重要种类及功能介绍随着现代科学技术的进展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。
在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。
因此，整治电磁污染，找寻一种能防范并减弱电磁波辐射的材料吸波材料，已成为材料科学的一大课题。
此外，在将来高技术、立体化战争中，武器装备随时面临着探测与反探测的严峻挑战。
提高军事装备的战术技能，隐身技术已经成为将来高技术战争的紧要讨论课题。
吸波材料是隐身技术中的关键环节，将吸波材料引入隐身技术的讨论受到世界各国的高度重视。
1铁系吸波剂1.1金属（铁微粉）金属铁微粉吸波剂重要是通过磁滞损耗、涡流损耗等汲取衰减电磁波，重要包括金属铁粉、铁合金粉、羰基铁粉等。
金属铁微粉汲取剂具有较高的微波磁导率，温度稳定性好等优点，但是其抗氧化、抗酸碱本领差，介电常数大，频谱特性差，低频汲取性能较差，而且密度大。
1.2多晶铁纤维多晶铁纤维具有很好的磁滞损耗、涡流损耗及较强的介电损耗，并且是良好的导体，在外界电场作用下，其内部自由电子发生振荡运动，产生振荡电流，将电磁波的能量转化成热能，从而减弱电磁波。
目前国内制得轴径比为20～35的多晶铁纤维，在8.5—14.6GHz范围内反射损耗小于—10dB，在11.3GHz处最大损耗为—21.8dB。
1.3铁氧体铁氧体吸波材料是讨论较多也较成熟的吸波材料。
它的优点是汲取效率高、涂层薄、频带宽；不足之处是相对密度大，使部件增重，以至影响部件的整体性能，高频效应也不太理想。
在研制铁氧体方面日本处于世界领先地位，研制出一种由阻抗变换层和低阻抗谐振层构成的双层结构高效宽频吸波涂料，可汲取1～2GHz的雷达波，反射率为—20dB，是目前最好的吸波汲取剂。
另外，同时掺入几种不同类型的汲取介质，也会产生的累积效果，其汲取频带也明显加添，而且最大反射损耗也明显加添，对展宽材料的有效汲取带宽特别有利。
2碳系吸波剂2.1（石墨）、乙炔（炭黑）据报道乙炔炭黑属介电型汲取剂，由于其粒径为纳米级，不仅能汲取电磁波，还能有效抑制红外辐射；石墨在二战期间就被用来充填在飞机蒙皮的夹层中汲取雷达波，由于其密度低，也常被用来充填在蜂窝夹层结构中。
铁氧体及碳纤维填充水泥基复合材料吸波性能
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摘 要 ： 用溶胶 凝胶 法 ， 使 制备 了 ｗ 型 Ｂ Ｃ ｅ 六 角铁 氧 体 ， 究 了该铁 氧 体及 短切 ａ ｏＦ Ｏ 研 碳 纤 维填 充的 水泥基 复合 材料 吸波性 能． 究表 明 ， Ｋｕ波段 （ ２ １ 研 在 １ ～ ８ＧＨｚ ， 氧 体含 ）铁
量为 ３ （ 量分数 ， 同） 复合 材 料 最 大微 波吸 收 值 为 一８ ７ｄ ， ５ 质 下 时， ． Ｂ 出现在 １ ． ４ ３ＧＨｚ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｓｏ — ｅ ｔ ｄ ｗａ ｓ ｄ ｔ ｅ ｒ — ｙ ｅ Ｂａ ２ １ Ｏ２ ｈｅ ｆ ｒ ｉｅ Ｍ ｉｒ ｗａ ｂ— ｔａ ｔ ｌｇ ｌｍｅ ｈｏ ｓ ｕ ｅ ｏ ｐｒ ｐａ ｅ Ｗ ｔ ｐ Ｃｏ ６ ７ ｘａ ｅ ｒｔ ． Ｆｅ ｃ ｏ ｖｅ ａ
铁 氧 体 及碳 纤 维填 充水 泥基 复合 材 料 吸波性 能
武器装备吸波材料及谐振型吸波体设计
吸 波原 理和 备 ； 隐身技 术； 吸波材料 ； 谐振型吸波体
中图分 类号 ： Ｍ２ ； Ｂ ４ Ｔ ５ Ｔ ３ 文献 标识码 ： Ａ 文章编 号 ： ６ ２ ２ ２ ２ １ ） １ ０ ０ ０ １ ７ —９ ４ （ ０ ２ ０ —０ ５ — ４
收稿日期 ： ０ 一 ８ ２ ２１ Ｏ—４ １ 作者简介 ： 李宇明 ， １ ７ 一） 男 ， （ ９ ６ ， 博士 ， 师 ， 讲 主要从 事静 电与 电磁防护技术研究 。
第９ 卷
第１ 期
李宇 明等 ： 武器装备吸波材料及谐振型吸波体设计
・ １－ ５
用 于飞机 、 舰艇 的隐身设计 叫。现代战争 中， 雷达 有 一定 的影 响 。 仍是探测 目 标最可靠 的手段 。雷达隐身技术能显著
Ｄ ｅ ｉ ｎ ｏ ａ ｅ Ａ ｂ ｏ ｂｉ ｇ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｎ ｓ ｎ ｎ ａ ｅ － ｂｓ ｒ ｒｆ ｒＡｒ ａ ｅ ｔ ｓ ｇ ｆＷ ｖ － ｓｒ ｎ ｔ ｒａ ｓａ ｄ Ｒｅ ｏ ａ ｔＷ ｖ － ａ ｏ ｂｅ ｏ ｍ ｍ ｎ
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电磁超材料的设计及其吸波性能的研究
电磁超材料的设计及其吸波性能的研究一、本文概述电磁超材料，作为一种人工设计的复合材料，近年来在电磁学领域引起了广泛关注。
其独特的电磁特性使得超材料在吸波、隐身、增强电磁波传播等多个方面展现出巨大的应用潜力。
特别是在吸波性能方面，电磁超材料能够实现对特定频率电磁波的高效吸收，因此在电磁防护、雷达隐身等领域具有重要的应用价值。
本文旨在深入研究电磁超材料的设计原理及其吸波性能。
我们将对电磁超材料的基本概念和分类进行介绍，阐述其与传统材料的区别和优势。
随后，我们将重点探讨电磁超材料的设计方法，包括材料组成、结构设计和制备工艺等方面的内容。
在此基础上，我们将通过实验和模拟手段，研究不同设计参数对电磁超材料吸波性能的影响，并优化其性能表现。
本文还将对电磁超材料在实际应用中的挑战和前景进行讨论。
通过对电磁超材料吸波性能的研究，我们期望能够为相关领域的科技进步和产业发展提供有益的参考和指导。
二、电磁超材料的设计原理电磁超材料，也称为电磁超构材料或电磁元胞材料，是一类具有特殊电磁性质的人工复合材料。
其设计原理主要基于微观结构的调控和优化，实现对电磁波传播行为的独特控制。
这些材料通过人工构造特定的亚波长单元结构，如开口谐振环、金属线、分形结构等，以调控电磁波的振幅、相位、极化状态和传播方向。
在设计电磁超材料时，首先需要对电磁波在材料中的传播行为有深入的理解。
这包括电磁波在材料中的反射、透射、散射以及吸收等过程。
通过调整材料的介电常数和磁导率，可以实现电磁波在材料中的特定行为，如隐身、聚焦、偏转等。
电磁超材料的设计还需要考虑材料的结构和组成。
亚波长单元结构的形状、尺寸、排列方式等因素都会对电磁波的响应产生影响。
例如，通过调整开口谐振环的尺寸和排列方式，可以实现对特定频率电磁波的强吸收。
材料的组成也是设计的重要因素，包括基体材料的选择、填充物的种类和含量等。
电磁超材料的设计还需要考虑实际应用的需求。
不同的应用场景对电磁超材料的性能要求不同，如隐身、通信、传感等领域对电磁超材料的需求各不相同。
吸波材料有哪些
吸波材料有哪些
吸波材料是指具有良好吸收电磁波能力的材料。
下面将介绍几种常见的吸波材料：
1. 合金吸波材料：合金吸波材料主要是通过使金属电磁波在材料内部多次反射和衰减来实现吸波效果。
常见的合金材料包括镍锌铜合金（Ni-Zn-Cu），镍锌铁合金（Ni-Zn-Fe）等。
2. 碳纤维吸波材料：碳纤维具有良好的导电性和吸波性能，可广泛应用于电磁波吸收领域。
碳纤维吸波材料具有质量轻、耐热性好、耐腐蚀等优点，特别适用于高温和恶劣环境下的吸波需求。
3. 磁性材料吸波材料：磁性材料由于其磁化性能，可吸收电磁波，并将其转化为热能进一步消散。
常用的磁性材料有铅、钙钛矿铁氧体、砷化铁等。
4. 多孔材料吸波材料：多孔材料具有较大的内部表面积，能够提供更多的吸波来源，并增加电磁波与材料之间的相互作用。
常见的多孔材料有泡沫金属、炭黑等。
5. 涂层吸波材料：涂层吸波材料是将吸波材料粉末与粘结剂混合后涂覆在需要吸波的物体表面上。
常见的涂层吸波材料有橡胶基、环氧基、聚氨酯基等。
吸波材料的选择要根据具体的电磁波频率范围和需要吸波的环境条件来确定。
不同的材料具有不同的吸波特性和效果，需要
根据具体的应用需求进行选择和设计。
同时，吸波材料的制备和应用技术也在不断发展和创新，未来将会有更多高性能的吸波材料问世。
水泥基吸波建筑材料的研究进展
２ Ｃ Ｍｓ的研 究 现 状 ＡＢ
２ １ 超 细 粉 吸波剂 填 充 Ｃ Ｍｓ ． ＡＢ
超 细粉 吸波 剂填 充 Ｃ Ｍｓ 指采 用 细粉 状 吸 ＡＢ 是 波 剂作 为 Ｃ Ｍｓ的 功 能填 充 料 ， 现 水 泥 的 吸 波 ＡＢ 实 性 能 。 目前 主要 以铁 氧体 的加 入为 水泥 基吸 波材 料
Ｂ ｓｄＡｂｏｂｎ ｕｌｉ ｔｒ ｌ， ａｅ ｓｒｉｇＢ ｉ ｎ Ｍａｅｉｓ 简称 Ｃ Ｍｓ ， ｄｇ ａ ＡＢ ） 是 指 通 过 一 定 的 吸 波 添 加 剂 对 水 泥 进 行 改 性 来 达 到 对
Ｒ 一
Ｌ 十 ０ Ｌ
（ １）
反射 损耗 Ｒ Ｌ可 为 ：
Ｒ 一一 ２ ｌｇｏ Ｌ ０ｏ １ｌ Ｉ Ｒ 式 中 ， ０ 自 由空 间 的 特 性 阻 抗 ， ０ Ｚ 为 Ｚ 一 （） ２ 。ｅ ，。 ／。 、
电磁辐射 的吸收 。根据水 泥 内添加剂 种类 的不 同 ， 水 泥基 吸波建筑材 料主要可 分为超 细粉吸波 剂填充 、 纤
维填充 和新 型吸波剂填充 Ｃ Ｍｓ 。 ＡＢ ｃ ］
本 文主 要对 水泥 基 吸波建 筑材 料 的设计 原理 及
ｅ 为 自由空 间 的磁导 率 和介 电常数 ，。一 ４ 。 ／ ｌ ｎ×１ ０ Ｈ／ ｅ ｍ，０— １ ４ｃ ０ ／ ７ ≈ ８ ８ ４× １ Ｆ ｍ； 吸 ｃ ．５ ０ ／ Ｚ为
新 技术 新 工艺
２１ ０ ２年 第 ８期
水 泥基 吸 波建 筑材 料 的研 究进展
王庆 辉 杨 永 锋 ，
（ ． 东青 岛 ９ ３ ５部 队 ， １山 ２０ 山东 青 岛 ２ ６ ０ ． ６ ３０ ２ 山东 烟 台 ９ １４部 队 ， ２ ２５ 山东 烟 台 ２４ ０ ） ６ ０ ７
涂挂法电磁改性水泥基复合材料的吸波性能
第４ １卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ２月
Ｊ ｏ ｕｒ ｎａ ｌ ｏ ｆ Ｓｏ ｕ ｔ ｈ Ｃｈｉ ｎａ Ｕｎｉ ｖｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ１ ． ４１ Ｎ ｏ． ２
除电磁 干扰 ， 但 对于建 筑 物 的抗 电磁 辐射 而言 ， 表 面
涂覆吸波材料的方法成本过于高 昂， 并且存在耐久
性 问题 ， 这 些 因 素 妨 碍 了建 筑 吸 波 技 术 的 实 际 应
用 ． 水 泥基 材 料 既是 工 程 用 量 最 大 的 建 筑 材 料 ，
１ ． ２ 试 验 方 法
１ 涂 挂 法 电磁 改性 及 吸 波试 验
１ ． １ 原 材 料
粉煤灰 漂珠 ， 哈尔滨第 三发 电厂 生产 ， 灰 白色 ， 平 均粒径 为 ０ ． ２ ｍ ｍ； 闭孔 珍珠 岩 ， 信 阳海 平 公 司 生产 ， 白色 ， 粒径 范 围为 ０ ． ８～１ ． ５ ｍｍ； 鳞 片石 墨 ， 青 岛瑞 盛 生公 司生产 ， 黑色 ， 粒径 范 围为 １ — ２ ０ ｍ； 平 面六角 型 铁 氧体 ， 哈尔滨工 业 大学应 用 物 理 系提供 ， 粒径 范 围 为２ ０～ ５ ０ ／ ｘ ｍ； 水 玻璃 ， 中模 ， 浓度 为 ２ ０ ％（ 质量 分数 ， 下 同） ； 水泥 ， 亚泰 水 泥 厂生 产 ； 硅灰（ Ｓ Ｆ ） ， 埃 肯 公 司 生产 ， 平均 粒径为 ０ ． １ Ｉ ｚ ｍ； 石英砂 ， 晶华材料 有限公 司 生产 ， 粒径 范 围为 ０ ． ３ ６～１ ． ２ ５ ｍ ｍ．
在连续釉化面与特殊蜂窝结构相间的珍珠岩颗粒表面分布均匀， 形成有效谐振腔吸波体 ； 涂 挂 法改性 闭孔 珍珠 岩 能有效提 高水 泥基材 料 的吸 波性 能 ， 拓宽 一 １ Ｏ ｄ Ｂ带宽 ． 关键词 ： 水泥基复合材料 ； 涂挂法；电磁 改性 ； 吸波性能； 闭孔珍珠岩 ； 粉煤灰漂珠 中图分类号 ： Ｔ Ｂ ３ ２ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ． ５ ６ ５ Ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ２ ２
混凝土中添加微波吸收材料的效果研究
混凝土中添加微波吸收材料的效果研究一、前言混凝土是一种普遍应用于建筑和基础设施工程的材料。
随着人们对建筑材料性能的要求不断提高，利用新型材料改善混凝土性能的研究也日益受到关注。
微波吸收材料是一种能够吸收电磁波的材料，可以用于提高混凝土的电磁波吸收性能和抗电磁干扰能力。
本文将介绍混凝土中添加微波吸收材料的效果研究。
二、微波吸收材料的概述微波吸收材料是一种能够吸收电磁波的材料，能够将电磁波转化为热能。
微波吸收材料的主要成分是磁性材料和导电材料。
磁性材料可以产生磁滞损耗和涡流损耗，而导电材料可以产生电阻损耗。
微波吸收材料的吸收性能取决于材料的种类、组成、形态和厚度等因素。
微波吸收材料的应用领域广泛，如电子设备、通信、军事、航空航天等领域。
三、混凝土中添加微波吸收材料的效果1.提高混凝土的电磁波吸收性能混凝土在电磁波中的反射率较高，容易产生电磁波反射和干扰。
添加微波吸收材料可以提高混凝土的电磁波吸收性能，减少电磁波反射和干扰。
研究表明，添加微波吸收材料可以有效降低混凝土的反射系数和穿透系数，提高混凝土的吸收性能。
2.提高混凝土的抗电磁干扰能力混凝土中添加微波吸收材料可以提高混凝土的抗电磁干扰能力。
因为微波吸收材料能够吸收电磁波，减少电磁波对混凝土的干扰。
研究表明，添加微波吸收材料可以有效提高混凝土的抗电磁干扰能力。
3.影响混凝土的力学性能混凝土中添加微波吸收材料对混凝土的力学性能有一定影响。
研究表明，添加微波吸收材料可以提高混凝土的抗压强度和抗拉强度，但对混凝土的抗弯强度影响较小。
此外，添加微波吸收材料可以改善混凝土的微观结构，提高混凝土的耐久性。
四、微波吸收材料的选择和使用1.选择适合的微波吸收材料选择适合的微波吸收材料是混凝土中添加微波吸收材料的关键。
首先需要考虑微波吸收材料的吸收性能和稳定性。
其次需要考虑微波吸收材料的成本和可用性。
最后需要考虑微波吸收材料与混凝土的相容性和加工性。
2.控制微波吸收材料的添加量和分布控制微波吸收材料的添加量和分布可以影响混凝土的电磁波吸收性能和力学性能。
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电磁改性谐振水泥基复合材料的吸波性能研究＊国爱丽，高 日（北京交通大学土木建筑工程学院，北京１０００４４）摘 要： 利用涂挂法，分别在粉煤灰漂珠和闭孔珍珠岩表面涂挂石墨和铁氧体，通过扫描电镜对比改性前后漂珠和珍珠岩表面的微观变化。
研究表明石墨和铁氧体在连续釉化面与特殊蜂窝结构的相间的珍珠岩颗粒表面分布均匀，形成了谐振腔吸波体。
改性漂珠和珍珠岩分别与水泥基材料复合，形成吸波水泥基复合材料。
采用ＲＣＳ法测量各复合水泥基材料对Ｓ～Ｃ波段和Ｘ～Ｋｕ波段的电磁波反射率，研究复合水泥基材料的吸波效能。
研究表明与涂挂法改性漂珠相比，涂挂法改性闭孔珍珠岩能有效提高水泥基材料的吸波效能，拓宽了－１０ｄＢ带宽，具有进一步实际应用研究的意义。
关键词： 闭孔珍珠岩；电磁改性；水泥基复合吸波材料；谐振吸波中图分类号： ＴＵ５文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２０１２）增刊Ⅰ－００８７－０４１ 引 言现代通讯传播科技迅猛发展，电磁辐射带来的污染已成为继水源、大气和噪声之后的第４大污染，不仅影响设备的正常工作，更直接威胁人类的健康，引起循环、免疫等系统的疾病［１－３］。
因此，在电磁辐射所覆盖的公共建筑和居民区等地方，降低电磁辐射的危害将具有重大现实意义。
目前吸波材料主要包括电阻型［４］（如石墨、炭黑、碳纤维等），磁介质型［５］（如铁氧体系列、金属粒子等），新型［６］（如碳纳米管、手性材料、空心微珠等）。
应用方式多以涂层形式用于设备或结构表面来消除电磁干扰，但采用表面涂覆吸波材料的方法，对于建筑物的抗电磁辐射来说，成本过于昂贵，并且存在耐久性的问题，这些因素阻碍了建筑吸波的实际应用［７］。
水泥基材料既是工程应用量最大的建筑材料，同时也是可通过简单掺杂方法改性而增加特殊功能的材料［８］。
不但可以作为承重材料，亦可同时具有相应的功能性。
本文通过微观结构研究，利用闭孔珍珠岩和粉煤灰漂珠的微观结构特点，采用易操作的涂挂法，使其改性为空腔谐振吸波材料，再复掺入水泥基材料，研究涂挂法电磁改性水泥基复合材料的吸波性能。
为低成本、可用于实际建筑的水泥基吸波材料研究奠定基础。
２ 改性实验及微观结构研究２．１ 原材料粉煤灰漂珠，哈尔滨第三发电厂生产，灰白色，平均粒径０．２ｍｍ；闭孔珍珠岩，信阳海平公司生产，白色，粒径范围０．８～１．５ｍｍ；鳞片石墨，青岛瑞盛生公司产，黑色，粒径范围１～２０μｍ。
平面六角型铁氧体，哈工大应用物理系提供，粒径范围２０～５０μｍ；水玻璃、中模、浓度２０％。
２．２ 实验方法２．２．１ 涂挂法电磁改性石墨或铁氧体的涂挂方法：先将石墨或铁氧体分别与粉煤灰漂珠或闭孔珍珠岩倒入搅拌锅内，慢速干拌１ｍｉｎ，再加入浓度为２０％的水玻璃，继续慢速搅拌４ｍｉｎ后，变快速搅拌１ｍｉｎ，完成后取出拌合物放入烘箱内，低温２４ｈ烘干。
烘干后，将改性漂珠或珍珠岩放入球磨机中，球磨３０ｓ，用筛子筛除过细的粉体及大块颗粒。
２．２．２ 微观结构观测采用冷场发射扫描电子显微镜（Ｓ－４７００），观测改性前后的漂珠及珍珠岩的微观结构。
２．３ 结果与讨论图１和２分别为扫描电镜下粉煤灰粒子与闭孔珍珠岩颗粒的微观形貌。
图１ 粉煤灰漂珠ＳＥＭ照片Ｆｉｇ １ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｂｅａｄｓ 图３和４分别为扫描电镜下闭孔珍珠岩颗粒局部放大的微观结构。
粉煤灰漂珠从粉煤灰中提取，主要成分为ＳｉＯ２和Ａｌ６Ｓｉ２Ｏ１３（莫来石），因为中空、质轻、耐酸碱性等优良性能，作为无机刚性填料被广泛应用于建筑、材料以及石油等行业。
从扫描电镜照片中可７８国爱丽等：电磁改性谐振水泥基复合材料的吸波性能研究＊收到初稿日期：２０１２－０６－０７收到修改稿日期：２０１２－０７－２４通讯作者：国爱丽作者简介：国爱丽 （１９７９－），女，黑龙江人，博士后，从事复合水泥基方面研究。
见（如图１），空心微珠外观呈球形，大部分颗粒表面光滑，直径在０．１～０．５ｍｍ之间。
图２ 闭孔珍珠岩ＳＥＭ照片Ｆｉｇ ２ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｏｂｔｕｒａｔｏｒ ｐｅｒｌｉｔｅ图３ 闭孔珍珠岩局部ＳＥＭ照片（１）Ｆｉｇ ３ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｔ ｏｆ ｏｂｔｕｒａｔｏｒ ｐｅｒｌｉｔｅ图４ 闭孔珍珠岩局部ＳＥＭ照片（２）Ｆｉｇ ４ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｔ ｏｆ ｏｂｔｕｒａｔｏｒ ｐｅｒｌｉｔｅ 闭孔珍珠岩（又称玻化微珠、釉化珍珠岩等），是一种新型珍珠岩。
从图２的微观结构照片可见，该珍珠岩外型为类球型颗粒，表面开口孔状结构与釉化表面相间的分布。
从图３可见放大的开孔状结构如同蜂窝状，为片状的薄壁结构交错成多孔洞的结构。
从图４可见连续釉化的封闭表面也呈现球型的凸凹不平分布状态。
闭孔珍珠岩经垂直电炉梯级加热方式，达到一定温度后，表面又经瞬间高温玻化，最后降温成型。
这种特殊的成型方式决定了闭孔珍珠岩的微观结构。
闭孔珍珠岩克服了传统膨胀珍珠岩吸水率大、强度低、流动性差的特点，在湿浆状态下与水泥等物料结合程度高，流动性好。
图５和６分别为涂挂法石墨改性后粉煤灰漂珠及闭孔珍珠岩颗粒的微观结构。
图７和８为涂挂法铁氧体改性后粉煤灰漂珠及闭孔珍珠岩颗粒的微观结构。
图５ 漂珠表面涂挂石墨ＳＥＭ照片Ｆｉｇ ５ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｂｅａｔｓ ｃｏａｔｅｄ ｂｙ ｇｒａｆｉｔｅ图６ 珍珠岩表面涂挂石墨ＳＥＭ照片Ｆｉｇ ６ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｐｅｒｌｉｔｅ ｃｏａｔｅｄ ｂｙ ｇｒａｆｉｔｅ图７ 漂珠表面涂挂铁氧体ＳＥＭ照片Ｆｉｇ ７ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｂｅａｔｓ ｃｏａｔｅｄ ｂｙ ｆｅｒｒｉｔｅ图８ 珍珠岩表面涂挂铁氧体ＳＥＭ照片Ｆｉｇ ８ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ ｐｅｒｌｉｔｅ ｃｏａｔｅｄ ｂｙ ｆｅｒｒｉｔｅ 从图５可见涂挂石墨的粉煤灰漂珠仍然为个体独立的球体，表面粗糙，石墨堆积较厚，这样会导致漂珠表面局部的介电性能过强，对电磁波的反射率增加。
采用石墨涂挂粉煤灰漂珠的改性方法，尽管方法易于操作，成本也低于漂珠的电镀电磁改性方法［９］，但涂挂法也容易产生石墨分布的不均匀性，会导致石墨与漂珠的空腔结构不能协同工作。
从图６中可见珍珠岩与８８２０１２年增刊Ⅰ（４３）卷石墨结合较好，石墨没有堆积现象。
一般说来，颗粒材料表面具有吸附小分子或者有机杂质降低其表面能的特性，同时颗粒表面的分子或原子的空位键也是造成吸附的重要原因，只有吸附一定的杂质分子，邻近小颗粒才能使固体表面达到更稳定的低能量状态。
若颗粒表面凹凸不平，缺陷多，则吸附能力增强。
因此，在珍珠岩的涂挂改性过程中，珍珠岩独特的蜂窝状通孔结构及连续表面与水玻璃的共同作用，使得石墨很好地分散在珍珠岩表面。
从图７可见铁氧体在漂珠表面分布较均匀，但不能完全覆盖漂珠表面。
铁氧体以晶体形式存在，粒径大于石墨，不易成团聚集，但因为漂珠玻质表面光滑程度较高，吸附能力较小，所以涂挂在漂珠表面的铁氧体数量不足。
从图８可见，珍珠岩表面涂挂铁氧体，与涂挂石墨效果相似。
与珍珠岩拌合时，珍珠岩对铁氧体吸附，加入水玻璃后，铁氧体在珍珠岩表面分散较好，铁氧体在连续釉化表面及孔内分布均匀。
３ 水泥基复合材料吸波实验３．１ 原材料水泥，亚泰水泥厂生产的Ｐ·Ｏ４２．５Ｒ型普通硅酸盐水泥；硅灰（ＳＦ），埃肯公司生产的中密度硅灰，其平均粒径为０．１μｍ；石英砂，晶华材料有限公司生产，粒径０．３６～１．２５ｍｍ；改性粉煤灰漂珠，改性闭孔珍珠岩（见２．２．１），各原料具体用量见表１。
表１ 吸波材料用量Ｔａｂｌｅ １Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ试件水泥硅灰石英砂水粉煤灰漂珠（取代水泥）（％）闭孔珍珠盐（体积分数，％）石墨／水玻璃（质量分数，％）铁氧体／水玻璃（质量分数，％）Ｏ １ ０．３ １．５ ０．３－－－－ＡＣ １ ０．３ １．５ ０．３ １０－２．５／２－ＡＤ １ ０．３ １．５ ０．３ １０－－１０／２ＢＣ １ ０．３ １．５ ０．３－４０ ２．５／２－ＢＤ １ ０．３ １．５ ０．３－４０－１０／２３．２ 实验方法３．２．１ 吸波水泥基复合材料的制备由于改性粉煤灰漂珠和闭孔珍珠岩质量较轻，因此在成型吸波试件时，先将改性漂珠或改性珍珠岩与水泥加入搅拌锅内干拌３０ｓ，再将用水量的５％的水加入搅拌锅内继续慢速搅拌，直到锅内的粉体材料包裹漂珠或珍珠岩，形成表面湿润的球型小颗粒，搅拌时间为２～３ｍｉｎ。
再加入剩余的粉体、石英砂及７５％的水，慢速搅拌３０ｓ后，再快速搅拌３～５ｍｉｎ，最后加入剩余的２０％的水，继续搅拌３～５ｍｉｎ，直至形成流动性良好的浆体。
成型在尺寸为１８０ｍｍ×１８０ｍｍ×３０ｍｍ的模具内，振动台振动１ｍｉｎ成型，６０℃蒸汽中养护３ｄ。
３．２．２ 电磁波吸收测量本文采用在吸波暗室内ＲＣＳ法测量。
３．３ 结果与讨论图９为掺入按表１设计的不同改性吸波材料的水泥基复合材料对Ｓ～Ｃ段电磁波的反射率。
从图９可见，对于不掺入任何改性吸波材料的水泥基材料的空白试件Ｏ组，对Ｓ～Ｃ波段的反射率较大，电磁波吸收作用很小。
石墨涂挂漂珠的ＡＣ组在４～８ＧＨｚ频段反射率随频率增加而降低，吸波性能高于Ｏ组，但提高幅度不大。
铁氧体涂挂漂珠的ＡＤ组，在Ｓ～Ｃ波段内，吸波性能高于Ｏ组，铁氧体材料的μ″较高，有利于吸波材料对低频段电磁波的吸收，但从图７可见，铁氧体不能均匀覆盖漂珠表面，因此对水泥基材料吸波作用提高不十分显著。
利用水玻璃在珍珠岩表面涂挂石墨的ＢＣ组，在２～７ＧＨｚ内吸波效果明显好于Ｏ组，吸波峰值在５ＧＨｚ处为８．２ｄＢ。
在２～６ＧＨｚ内，吸波性能也好于ＡＣ和ＡＤ两组，但在８ＧＨｚ处，吸波作用突然降低，低于Ｏ组，波动性较大。
石墨属于ε″在Ｓ～Ｃ频段内较小的吸波材料，对低频区电磁波的损耗作用小，因此即使石墨在闭孔珍珠岩表面分散良好（见图６），ＢＤ组也没有达到宽频的吸波效果。
利用水玻璃在珍珠岩表面涂挂铁氧体的ＢＤ组，在Ｓ～Ｃ全频段内吸波效果均好于Ｏ组，并且在４～８ＧＨｚ波段内，吸波值均在７ｄＢ以上。
在４组复合材料中，ＢＤ组吸波综合效果最好，可见铁氧体通过水玻璃涂挂漂珠表面，改善了漂珠的电磁性能，漂珠的蜂窝谐振结构结合铁氧体的磁性损耗，提高了水泥基材料对Ｓ～Ｃ波段的吸波效能。
图９ ５组试件Ｓ～Ｃ段雷达波反射率Ｆｉｇ ９Ｒａｄａｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｆｉｖｅ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｉｎ Ｓ－Ｃ 图１０为实验中各组试件对Ｘ～Ｋｕ段电磁波的反射率。
ＡＤ组反射率呈现波动状态，在８～１２ＧＨｚ内，吸波效果好于Ｏ组，１４ＧＨｚ后，吸波作用小于Ｏ组。
不具备宽频吸波作用。
ＡＣ组呈现出典型的窄带吸收特点，集中在１３ＧＨｚ左右较窄的频段内（－１０ｄＢ带宽９８国爱丽等：电磁改性谐振水泥基复合材料的吸波性能研究小，仅为２ＧＨｚ），出现突出的吸波效果，适合用于单频吸收。