电磁波吸收料(G)
mxene纤维素气凝胶电磁波吸收
mxene纤维素气凝胶电磁波吸收（最新版）目录1.引言2.mxene 纤维素气凝胶的概述3.电磁波吸收的原理4.mxene 纤维素气凝胶的电磁波吸收性能5.应用前景6.结论正文【引言】随着科技的快速发展，电磁波污染问题日益严重，如何有效吸收和利用电磁波已成为一个重要课题。
近年来，研究者们发现了一种具有高电磁波吸收性能的材料——mxene 纤维素气凝胶，为解决电磁波污染问题提供了新思路。
【mxene 纤维素气凝胶的概述】mxene 纤维素气凝胶是一种新型的多孔材料，由 mxene 纳米片和纤维素纳米纤维通过水热法制备而成。
这种材料具有低密度、高比表面积、良好的导电性和优异的机械性能等特点，使其在电磁波吸收领域具有广泛的应用前景。
【电磁波吸收的原理】电磁波在传播过程中，会与材料发生相互作用，部分能量会被材料吸收并转化为热能。
理想的电磁波吸收材料应具有以下特点：（1）具有较高的电磁波吸收率，以增强吸波效果；（2）具有较低的介电常数，以减少电磁波在材料内的反射；（3）具有较高的导电性，以便将吸收的电磁波能量迅速转化为热能。
【mxene 纤维素气凝胶的电磁波吸收性能】mxene 纤维素气凝胶具有较高的电磁波吸收率，其吸波性能优于许多传统吸波材料。
研究表明，mxene 纤维素气凝胶在 1-18GHz 的频率范围内，电磁波吸收率可高达 99%。
此外，该材料还具有良好的热稳定性和耐腐蚀性，适用于各种恶劣环境。
【应用前景】mxene 纤维素气凝胶的高电磁波吸收性能使其在众多领域具有广泛的应用前景。
例如，可用于制作手机壳、笔记本电脑外壳等电子产品，有效减少电磁波对人体的辐射危害；还可应用于建筑物的内墙涂料、屋顶材料等，降低电磁波对室内环境的污染。
【结论】mxene 纤维素气凝胶作为一种新型的高性能电磁波吸收材料，具有广泛的应用前景。
国内电磁波吸收材料研究进展
３４
新材料产业 ＮＯ．１１ ２００６
高分子聚合物类等。
北京工业大学
（１ ） 添加镍粉对Ｓ ｉ Ｃ 粉吸收性能 的影响： 北京工业大学材料所采用化 学还原法制备了平均粒径为８０ｎｍ 的 超细镍粉， 采用ＳｉＣ粉为基本材料， 添 加制备好的镍粉， 分析了６ ０ ％ 的Ｓ ｉ Ｃ 分别与５ ％ 、 １０％、 １５％、 ２ ０ ％ 的镍粉 复合后的材料对电磁波吸收性能的不 同， 得出试验结果： ６０％的Ｓ ｉ Ｃ粉体添 加１０％ 的超细镍粉后的材料吸波性能 较好， 小于－ １ ０ ｄ Ｂ频段范围较宽， 吸收 率较大， 获得了很好的吸波性能［２］。 （２） 镀镍对ＳｉＣ粉吸收性能的影响： 北京工业大学材料所采用表面包覆镍 改性工艺， 将导电的磁性金属镍沉积到 碳化硅粉体颗粒表面。 分别对镀覆时间 不同、 厚度不同、 配比不同的镀镍碳化 硅粉体进行吸波性能的测试， 镀镍时间 为４０ｍｉｎ， 厚度为０．７８ｍｍ的试样， 有相 对较好的吸波效果， 随着频率的增加， 反射率逐渐降低。 （３ ） 空心微珠的表面改性： 北京 工业大学材料所对污染环境的废弃物 粉煤灰空心微珠进行了吸波功能材料 应用方面的研究，成功地将镍包覆在 空心微珠表面制备了具有较好性能的 吸波材料。 （４ ） 多层复合结构的研究： 对多 层复合结构吸波材料进行的研究显示 以超细镍粉、 碳化硅粉体和环氧玻璃 布制备的三层或四层结构吸波材料能 够大幅度改善单体材料的吸波性能， 增加有效带宽， 获得较高的吸收峰值。 频率， 它们受 （ＴｉＺｎ） 联合取代量的影 响， 最终影响吸波性能。 （２ ） 碳纤维类： 将吸波材料设计 成透波层和吸波层两层结构。 透波层： 玻璃纤维和环氧树脂复合， 添 加８ ％ 左右的乙炔碳黑。 吸波层： 镀镍的碳纤 维与环氧树脂复合， 添 加１ ０ ％ 或２ ０ ％ 的铁氧体［３］ 。 降低电阻率， 纤维表面大量的游离碳 也促进了电阻率的降低， 从而可以获 得具有所需吸波性能的材料。
电磁干扰的屏蔽方法知识
电磁干扰的屏蔽方法知识电磁干扰（EMI）是指电磁场能够穿透设备或电路的特定部分，从而导致故障、错误或停机的现象。
电磁干扰通常包括来自雷达、航空电子、贺兰山、电力线、无线电和发射塔等无线电波源的干扰。
在工业和科技领域，电子设备用途广泛，因此解决电磁干扰问题是非常重要的。
本文将介绍电磁干扰的屏蔽方法。
1. 金属屏蔽材料金属是一种可靠的屏蔽材料，它能有效地吸收和反射电磁波。
金属薄膜的应用是最常见的屏蔽方法，例如铜箔、镀金银等。
在使用这些薄膜进行屏蔽时，应确保屏蔽材料与所屏蔽设备之间有良好的接地。
2. 电磁波吸收材料电磁波吸收材料是一种能够吸收电磁波的材料。
电磁波吸收材料可分为两类：一是铁磁材料和铁氧体材料，主要用于吸收低频磁场；二是导电复合材料，主要用于吸收高频电磁波。
导电复合材料包括碳纤维、纳米碳管和金属粉末等。
3. 地线地线是非常重要的屏蔽方法。
地线是一根足够长的导体，通过直接联系大地来接地。
地线可将电磁干扰引导到地面上，从而减轻实验设备的干扰。
在使用地线时，应注意地线的长度应达到最佳长度，这样才能使地线的效果达到最佳。
4. 屏蔽罩屏蔽罩是一种能够有效地屏蔽电磁干扰的装置。
屏蔽罩可以是单层或多层的金属结构。
多层屏蔽罩可以提供更好的屏蔽效果，但是成本也会更高。
一般情况下，屏蔽罩应该与设备相连，以确保一个完全传导的屏蔽效果。
5. 电磁隔离屏蔽墙在电磁隔离屏蔽墙内，内部设备可以自由地交换信息，而不被外部物体干扰。
电磁隔离屏蔽墙是一种构造紧凑、电磁屏蔽效果显著的屏蔽材料结构。
在使用电磁隔离屏蔽墙时，应考虑到墙壁阻挡电磁波的能力。
总结：电磁干扰是工业和科技领域一个很普遍的问题。
屏蔽电磁干扰的方法很多，包括金属屏蔽材料、电磁波吸收材料、地线、屏蔽罩和电磁隔离屏蔽墙等。
应该根据实际情况选择适合的屏蔽方法，以达到最佳的屏蔽效果。
电磁波吸收材料的研究进展_陈雪刚
第26卷 第5期 无 机 材 料 学 报Vol. 26No. 52011年5月Journal of Inorganic Materials May, 2011收稿日期: 2010-08-12; 收到修改稿日期: 2010-10-29基金项目: 中央高等学校基本科研业务费专项基金 Fundamental Research Funds for the Central Universities作者简介: 陈雪刚(1983−), 男, 博士. E-mail: chenxg83@ 通讯联系人: 叶 瑛, 教授. E-mail: gsyeying@文章编号: 1000-324X(2011)05-0449-09 DOI: 10.3724/SP.J.1077.2011.00449电磁波吸收材料的研究进展陈雪刚1, 叶 瑛1, 程继鹏2(1. 浙江大学 海洋科学与工程学系, 杭州310028; 2. 浙江大学 材料科学与工程学系, 杭州310027)摘 要: 吸波材料是武器装备的重要材料之一, 目前朝着“厚度薄、密度低、频段宽、吸收强”的方向发展. 本文综述了吸波材料的最新研究方法与进展, 并提出了现有研究中存在的不足及进一步研究的方向. 目前吸波材料的主要研究方向是制备纳米复合吸波材料, 对吸波材料进行表面改性或掺杂改性, 以及改变材料的微观形貌和结构设计等. 然而现有的研究集中在常规吸波材料上, 以摸索性的应用研究为主, 缺乏理论的指导和突破性的创新. 进一步的研究应以电磁波吸收理论为基础, 开发纳米复合吸波材料以及具有结构设计的纳米复合吸波材料, 并大力开展智能吸波材料与结构以及超材料吸波材料的研究与开发.关 键 词: 吸波材料; 铁氧体; 羰基铁; 碳纳米管; 纳米复合材料; 超材料; 综述中图分类号: TB34 文献标识码: ARecent Progress in Electromagnetic Wave AbsorbersCHEN Xue-Gang 1, YE Ying 1, CHENG Ji-Peng 2(1. Department of Ocean Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310028, China; 2. Department of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract: Electromagnetic wave absorbers (EMWAs) (i.e. microwave wave absorbers) are important materials formilitary equipment. Ideal EMWA should exhibit thin matching thickness, low density, broad bandwidth, and strong EM absorption. The recent advances of EMWA were reviewed in this study, and the shortcomings in current studies and approaches for further researches were suggested. Recent researches on EMWAs are mainly focused on the preparation of nanocomposites, doping or surface modification, and changing the micro-morphology and structures of EMWA. However, these studies concentrated on traditional EMWAs and applied researches, which lack of theo-retical guidance and breakthrough innovations. Further investigations should pay more attention on the nanocom-posites and nanocomposites with structure designing under the guideline of electromagnetic wave theory. Moreover, smart materials and structures and metamaterials are promising EMWAs with excellent properties.Key words: electromagnetic wave absorber; ferrite; iron carbonyl; carbon nanotube; nanocomposites; metamate-rials; review电磁波吸波材料, 即吸波材料是武器装备的重要材料之一. 吸波材料可以大幅降低飞行器的雷达散射截面, 从而提高其生存防御能力和总体作战性能. 自20世纪60年代以来, 吸波材料受到了更多的关注, 成为各国军方研制的热点. 采用了吸波材料的军事装备在冷战期间和冷战后的局部战争如海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争中大放异彩.吸波材料的分类方法较多, 根据成型工艺和承载能力, 可分为涂覆型和结构性吸波材料两种; 根据吸波机理, 可分为电损耗型、磁损耗型以及手性材料、纳米材料等其它损耗型吸波材料. 本文综述了这些吸波材料的最新研究进展, 并提出了目前吸波材料研究中存在的问题以及进一步的研究方向.1 吸波材料的工作原理吸波材料通过将电磁波转换为热能或其它形式的能量实现对入射电磁波的有效吸收. 在具体评价450无 机 材 料 学 报 第26卷吸波材料的吸波性能时, 需要同时考虑衰减特性和阻抗匹配特性[1-2]. 衰减特性是指尽量提高材料电磁参数的虚部以损耗更多的入射电磁波, 而阻抗匹配特性是指通过创造特殊的边界条件, 使入射电磁波在材料介质表面的反射最小而尽可能多地进入材料内部(如图1). 目前一般使用反射率R 以及R <−10 dB 的频宽来表示材料的吸波性能. 根据传输线理论, 电磁波由阻抗为Z 0的自由空间垂直入射到阻抗为Z 的介质材料表面时, 反射率R (dB)为:0020lg ||Z Z R Z Z −=+0Z ⎛=⎜⎜⎝Z Z =对于有限厚度的单层吸波介质, 采用以下公式进行波阻抗Z 的计算:Z Z =其中: ε0和μ0分别为自由空间的复介电常数和复磁导率; ε和μ分别为材料的相对复介电常数和复磁导率. f 为电磁波频率, d 为吸波层厚度, c 为光速.根据材料的吸波机理, 吸波材料一般可分为电损耗型、磁损耗型和其它损耗型等三种. 导电高聚图1 吸波材料的工作示意图Fig. 1 Sketch map of electromagnetic wave absorber物、石墨等导电性强的材料的吸波机理主要为电损耗, 包括导电损耗和介电损耗两部分, 主要来源于电子极化、原子极化、固有电偶极子取向极化和界面极化等. 电损耗型吸波材料一般具有密度低、强度高、耐高温等优点, 但其吸波性能较差、吸波频带较窄. 铁氧体、羰基铁、氮化铁等磁性材料的吸波机理主要为磁损耗, 磁损耗可分为涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗等三类. 磁损耗型吸波材料吸收强、频带宽, 但其最大的缺点是密度较大、稳定性较差(表1). 此外, 随着科技的发展, 还出现了手性材料、纳米材料和超材料等其它损耗型吸波材料.2 电损耗型吸波材料2.1 导电高聚物导电高聚物是具有π电子共轭体系的高聚物经化学或电化学掺杂后由绝缘体转变为导体的高聚物的总称. 目前普遍认为导电高聚物能够导电是因为导电高聚物经掺杂后其链结构上存在激发子, 激发子的存在和跃迁使其具有了导电性[3]. 导电高聚物的电导率可在绝缘体、半导体和金属态范围内变化, 当其电导率σ在10−4 ~1 S/m 之间时, 材料呈半导体特性, 具有良好的吸波性能[4]. Stein 等[3]研究了聚吡咯在1.0~2.0 GHz 范围内对电磁波的吸收性能, 发现其最高衰减可达−26 dB; 对聚苯胺和聚噻吩的吸波研究表明, 其对X 波段电磁波的反射率均在−10 dB 以下[5].导电高聚物作为吸波材料具有可分子设计和合成、密度低、力学性能好、组分易控制、导电率范围宽等优点. 然而, 单独的导电高聚物材料还存在吸波频段较窄、制备工艺要求严格、高温稳定性表1 吸波材料的分类及特征Table 1 Classification and characteristics of EMWAsCategoriesLow density Broad bandwidth Strong absorption High mechanicalperformanceLow cost Thermal and chemical stabilitiesConductive polymers √ × × √× ×Carbon √ × × √ √ √ Dielectric loss EMWAsSiC fibers √ × × √ × √ Ferrites× √ √ × √ × Iron carbonyl × √ √ × × × Magnetic lossEMWAsUltrafine metallicpowder × √ √ × × × Chiral materials √ × × − − − Plasma EMWA − √ √ − × − Nanomaterials √ √ √ √ × × Other EM-WAsHoneycomb EMWA√√√××−第5期陈雪刚, 等: 电磁波吸收材料的研究进展 451差和电磁吸收特性较低等缺点. 目前人们对导电高聚物的研究主要集中在导电高聚物的复合材料上. 例如, 将聚苯胺插层进入蒙脱石晶格内部[6], 形成聚苯胺/蒙脱石纳米复合物, 与纯聚苯胺相比, 聚苯胺/蒙脱石复合物的吸波性能更强.目前导电高聚物材料的吸波频带还较窄, 要实现其实用化, 还需通过研究其掺杂机理与方法、探索导电高聚物复合材料的最佳结构组成, 以满足吸波材料强吸收和宽频段的要求.2.2碳系吸收剂碳系吸收剂主要包括石墨和炭黑、实心碳纤维和中空碳纳米管等. 碳系吸收剂具有原料来源广泛、制备工艺简单、密度低、电导率高、吸附性能强等优点, 常被用作强吸收吸波材料的载体、多层吸波体的匹配层等.石墨和炭黑常被用来与高分子材料复合, 以调节高分子复合材料的导电率, 从而提高吸波效果; 复合材料的电导率随炭黑和石墨浓度的增高而增大, 在X和Ku波段具有良好的吸波性能[7].碳纤维是由有机纤维或低分子烃气体加热而成的纤维状碳材料, 具有密度低、强度大、热膨胀系数小等优点, 主要通过电损耗和电磁波在纤维之间的散射衰减入射电磁波. 目前单独应用于吸波材料的碳纤维主要是低温处理的短切碳纤维[8].碳纳米管是由碳原子组成, 似石墨原子层弯曲成管状结构的新型碳材料. 碳纳米管具有耐热、耐腐蚀、耐热冲击、传热和导电性好、高温强度高、密度低等优点. 由于碳纳米管具有高比表面积以及大量可以使界面极化的悬挂键, 加上其宏观量子隧道效应, 碳纳米管具有良好的吸波性能[9].然而由于碳系吸收剂的介电常数较大, 造成在单独使用时吸波层的阻抗匹配特性较差, 存在吸收频带窄、吸收性能弱等缺点. 目前一般将其与磁损耗型吸收剂如铁氧体、羰基铁、单质金属微粒等复合制成复合材料, 以达到低密度和强吸收的目的. 例如, 目前应用于吸波材料的碳纤维一般为表面包覆有金属涂层、无机非金属陶瓷涂层[11]或高分子涂层的碳纤维[12]或经掺杂改性的碳纤维[13]. 将碳与单质金属[14]和金属合金[15]复合后, 所得复合材料的吸波性能均优于单一使用时的性能. 由于碳纳米管的限域作用, 可以使碳管内的物质稳定化, 通过研究和开发碳纳米管包裹材料还可以得到高性能的吸波材料. 例如, 在2~18 GHz范围内, 5wt%填充率时, 包裹了Sn纳米晶的多壁碳纳米管(图2)的复介电常数和电损耗角正切都得到了显著的提高[10]. 在碳纳图2 MWCNTs (a)和Sn填充MWCNTs (b)的TEM照片; (c), (d)Sn填充MWCNTs的HRTEM照片[10]Fig. 2 TEM images of (a) raw MWCNTs and (b) Sn-filled MWCNTs; (c) and (d) HRTEM images of the Sn-filled MWCNTs[10]米管中包裹Fe后, 当填充率为20wt%时, 其介电常数下降, 而磁导率及磁损耗角正切得到有效的提高, R<−10 dB的带宽为2.9 GHz, 最低反射率为−31.7 dB[16]; 包裹了Fe的碳纳米管与铁氧体复合后, 其吸波性能大于单纯的铁氧体或碳纳米管, 当铁氧体浓度为60wt%时, 最低反射率可达−50.5 dB[17]. 此外, 碳纳米管包裹Ag、Er2O3、Co[18-19]、SiO2[20]等复合吸波材料也得到了研究与开发.2.3 SiCSiC吸波材料的应用形式多以SiC纤维为主. SiC纤维是国内外研制和生产的最重要的耐高温陶瓷吸波纤维, 具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抗蠕变、低密度等特点. SiC纤维是一种宽带隙半导体, 其电阻率可调, 因而在多层吸波体中即可用作透波层, 又可用作损耗层.由于SiC纤维的电阻率可调、力学性能优异且耐高温, 前人对SiC纤维用于耐高温结构吸波材料进行了深入的研究. 目前通常采用表面改性、掺杂改性和高温处理等方法[21]调整SiC纤维的电阻率.SiC纤维具有密度小、耐高温性能好和吸收频带宽等优点, 但其较低的吸波效率限制了其在吸波材料领域的应用. 通过掺杂处理形成SiC复合材料可以有效地提高材料的吸波性能[22], 例如采用聚碳硅烷前驱体法制备的SiC/CNTs纳米复合材料[23]具452 无机材料学报第26卷有优异的吸波性能, 当聚碳硅烷的含量为15wt%时, 复合材料具有最高的介电常数和损耗角正切, R<−15 dB 的带宽可达11 GHz. 将Al掺杂进入SiC粉体中[24], 当Al的掺杂量为30%时, 材料在8.2~12.4 GHz具有最高的介电常数和介电损耗. 此外, 在SiC微粒外包覆一层Ni[25]后同样可以增强SiC的介电常数和介电损耗.3磁损耗型吸波材料传统的磁损耗型吸波材料主要包括铁氧体、羰基铁及多晶铁纤维、超细金属粉和氮化铁等. 这些磁损耗型吸波材料具有磁导率和磁损耗高、阻抗匹配特性好、吸波性能强等优点, 是最具有实际应用价值的吸波材料. 本节着重介绍铁氧体、羰基铁、超细金属粉以及其他磁性吸收剂的研究现状, 存在的不足以及发展方向.3.1铁氧体铁氧体具有价格低廉、制备工艺简单、吸波性能好等特点, 是目前研究较多且比较成熟的吸收剂. 铁氧体对电磁波的损耗同时包括介电损耗和磁损耗, 其中最主要的损耗机制为剩余损耗中的铁磁自然共振吸收[26]. 铁氧体吸波材料通常可分为立方晶系尖晶石型(AFe2O4)、稀土石榴石型(R3Fe5O12)和六角晶系磁铅石型(AFe12O19)等三种, 其中六角晶系铁氧体因具有片状的结构、较高的磁晶各向异性场H k 以及具有较高的自然共振频率f m, 成为优异的高频段微波吸收材料. 不同的六角晶系铁氧体具有不同的频率特性和温度稳定性, 其中M型和W型铁氧体的自然共振频率较高, 而Z型和M型的温度稳定性较好. Ba系M、W和Z型六角铁氧体是目前国内外研究较多的铁氧体吸收剂.铁氧体的吸波性能主要取决于其组分配方、制备工艺和形貌等. 研究发现, 改变Ba-M型铁氧体中掺杂物Ti和Mn的含量, 可以改变其μ", 从而在很大程度上达到阻抗匹配的目的[27]. 采用Co、Ti 取代部分Ba铁氧体[28], 可以破坏铁氧体的结晶过程, 从而影响其磁性能和吸波性能, 其在Ku波段R<−20 dB的带宽达2.5 GHz[29]. 在铁氧体中适量掺杂部分其它稀土元素如La、Ce、Nd、Sm或Dy等, 都可以提高铁氧体在高频段的吸波性能, 并拓宽其吸收频带[30-31]. 在制备工艺方面, Ni-Zn铁氧体的粒径及其对电磁波的反射率均随煅烧温度的升高而增大[32]. 而在形貌方面, Song等[33]研究了Mn-Zn铁氧体的粒径对其吸波性能的影响, 发现在2~18 GHz 其吸波性能随平均粒径的增大、匹配频率的降低而降低. Pullar等[34]采用Sol-Gel工艺制备了微米级的铁氧体纤维, 通过测量体积百分比为30%的磁参数, 得出磁导率实部为0~12, 虚部为0~6.由于铁氧体具有良好的频率特性, 磁导率较高、介电常数较小, 适合用作匹配层, 在低频段拓宽频带方面具有良好的应用前景. 然而铁氧体的温度稳定性较差、密度很高, 限制了其在隐身飞行器中的应用. 为了克服这些不足, 一般通过将铁氧体与碳材料、高分子和其它磁损耗吸收剂复合.将铁氧体与密度低、电损耗的碳材料或导电高聚物复合, 不仅可以大幅降低材料的密度, 还可拓宽其吸波频带, 提升吸波性能. Wu等[35]的研究表明, 将竹炭与铁氧体复合后材料呈现超顺磁性, 其吸波性能比单一的竹炭或铁氧体都要强. 采用聚苯胺(PANI)包覆铁氧体颗粒[36], 结果表明, PANI与铁氧体之间存在化学键合作用, 其吸波性能与被包覆铁氧体的含量关系密切, 当铁氧体的质量百分含量为15%时材料的吸波性能最佳.此外, 铁氧体还可与其它各种有助于增强其吸波性能或降低其密度的材料复合.将羰基铁与La1-x Sr x MnO3复合后, 其吸波涂层厚度小于达到同等吸波性能时羰基铁粉体的厚度, 厚度为0.8mm时最低反射率为−12.4 dB[37]. Chen等[38]制备了多孔的Fe3O4/Fe/SiO2纳米棒(图3), 这种材料是良好的电损耗与磁损耗的互补体, 可以作为性能良好的吸收剂. Tang等[39]制备了Fe掺杂ZnO包覆的Ba铁氧体复合材料, 结果表明ZnO层对复合材料的电磁参数具有重要的影响, 通过调节ZnO层可调整其微波吸收性能. 将α-Fe与Z型Ba铁氧体复合后[40], 由于形图3 多孔Fe3O4/Fe/SiO2纳米棒的TEM照片[38]Fig. 3 TEM images of (a) porous Fe3O4/Fe/SiO2 core/shell nanorods. The inset: products without SiO2 shells (b) a pore in the core/shell structures; (c) HRTEM image and the corre-sponding SAED pattern of the core[38]第5期陈雪刚, 等: 电磁波吸收材料的研究进展 453状各向异性和交换偏置, 其矫顽力高于α-Fe和Z型Ba铁氧体, 具有优异的吸波性能.3.2羰基铁羰基铁是一种典型的磁损耗型吸收剂, 具有磁损耗角大、吸波能力强等优点, 其主要通过热解五羰基铁(Fe(CO)5)制得, 是目前最为常用的雷达波吸收剂之一.然而在单独使用时, 羰基铁吸波材料也存在比重过高、匹配厚度大等缺点, 目前一般是将羰基铁制成复合吸波材料(如前所述)或多晶铁纤维[41]应用于吸波材料中. 多晶铁纤维以羰基铁单丝为主, 其电磁波损耗机理为涡流损耗、磁滞损耗和介电损耗, 在外界交变电场的作用下, 纤维内的电子产生振动将部分电磁能转化为热能从而达到衰减电磁波的目的. 多晶铁纤维具有密度小、频带宽、吸收性能强、斜入射特性好等优点, 通过调节纤维的长度、直径和排列方式等可以改变其电磁参数[42]. 多晶铁纤维表面的电阻率非常低, 使用时易在吸波涂层内部形成导电网络从而降低其吸波效率, 在实际应用中可以通过表面改性等处理提高其表面电阻率. 羰基铁吸波材料及多晶铁纤维在雷达波吸收方面具有广阔的应用前景.3.3超细金属粉超细金属粉是指粒径处于亚微米~纳米级别的单质金属或金属合金微粒, 主要通过磁滞损耗和涡流损耗等磁损耗机制衰减电磁波, 其透波性和吸波性能取决于其粒度[43]. 当金属微粉的粒度过大时(如超过30 μm), 由于金属表面的趋肤效应限制了电磁波进入其内部, 成为电磁波的强反射体. 而当金属微粒的粒径与电磁波的趋肤深度在一个数量级或不多于一个数量级时, 其吸收电磁波能量的效率最高.超细金属粉吸波材料具有密度小、居里温度高、热稳定性好、磁导率和介电常数大等优点, 得到了广泛的应用. 目前用作吸波材料的超细金属粉主要有Fe、Co、Ni及其复合金属粉如铁镍合金、钴镍合金等, 并集中在金属合金的掺杂与复合的研究上. CoFe纳米颗粒的磁导率实部μ'随粒径的减小而增大, R<−10 dB的频宽约6 GHz[44]. Wu等[45]研究了0.1~8.0 GHz范围内Fe90M10(M=Fe, Co, Ni, Si等)纳米合金粉末的电磁参数, 粉末的高频磁导率普遍优于传统的羰基铁和铁粉等材料. 对FeCo合金的研究表明, FeCo合金的磁导率随Co含量的下降而下降, 且2~3倍于尖晶石型铁氧体, 理论最低反射率可达−44.8 dB[46]. 通过化学气相冷凝和空气氧化处理制备的α-Fe(N)纳米颗粒[47], 在4~18 GHz范围内对电磁波的衰减可在20 dB以上, 是一种宽频带、强吸收的电磁波吸收剂. 对NiAg合金纳米颗粒的研究表明, 在金属镍中加入Ag后, 其微波吸收峰向低频移动, 同时出现了两个吸收峰[48]. 将30 nm的FeCo合金与15 nm的Y2O3复合, 在1~10 GHz范围内, 其电参数较小且稳定, R<−10 dB的频宽为5.4 GHz, 最低反射率达−43 dB[49].超细金属粉的最大缺点在于其抗氧化、耐酸碱能力差, 介电常数较大、频谱特性差, 制备技术难度大、成本高. 因此, 如何提高超细金属粉的抗氧化及抗腐蚀性以及降低介电常数是未来研究的重点. 3.4其它磁性吸收剂随着磁损耗型吸波材料由各向同性的球形颗粒向各向异性的纤维、薄膜方向发展, 由磁性不连续的颗粒、纤维向磁性连续的薄膜方向发展, 由磁性多晶结构向磁性非晶、纳米晶方向发展[50], 除了铁氧体与超细金属粉等磁性颗粒材料外, 其它磁性材料如氮化铁、磁性纤维、磁性薄膜等在吸波材料领域也得到了广泛的研究与应用.氮化铁是一种新型的磁性材料, 其中Fe4N的比饱和磁化强度为193 Am2/kg, 仅稍低于纯铁, 居里温度为767 K, 呈金属型导电[51]. 经钝化后的Fe4N 的化学稳定性优于铁粉. 从其磁性能和耐氧化性来看, Fe4N是一种潜在的优秀吸波材料, 如ε-Fe3N/Y2O3复合材料[52]的R<−20 dB吸收带宽为3.8 GHz, 在1.8 GHz最低反射率可达−55 dB.在磁性非晶材料方面, Malliavin等[53]研究了φ3~12 μm的钴基非晶磁性纤维, 发现其在1~18 GHz 范围内的本征磁导率虚部为0~200之间. 对非晶态合金-环氧复合物的吸波性能研究[50]发现, 降低非晶合金的粒径和含量可以提高响应频率并降低匹配厚度. 研究还发现, α-Fe/非晶C和Fe2B/非晶C[54]的μ"在1~9 GHz出现了一个宽峰, 两种非晶态复合材料在4~16 GHz范围内均具有良好的吸波性能.在磁性薄膜方面, 将软磁金属、氧化物等吸波材料溅射在有机薄膜上, 通过热处理后材料在高频范围内具有优异的吸波能力. 例如利用化学镀法在空心陶瓷基体上沉积Co和Co-Fe薄膜, 得到的吸波薄膜具有很强的吸波性能, 并可通过调节薄膜中Co 的含量改变吸波材料的吸收峰和频谱效应[55].4其它吸波材料4.1手性材料手性(Chiral)是指一个物体与其镜像不存在集454 无机材料学报第26卷合关系对称性, 且不能通过任何操作使物体与其镜像完全重合的现象. 目前一般认为, 手性材料能够减少入射电磁波的反射并利用其旋光色散性吸收电磁波[56]. 与其它吸波材料相比, 调整手性材料的手性参数ξ比调节介电常数ε和磁导率μ更容易; 手性材料的频率敏感性比介电常数和磁导率小, 易于拓宽频带[57]. 因此手性吸波材料具有吸收效率高、吸收频带宽、易实现阻抗匹配等优点, 并可通过调节旋波参量来改善其吸波特性.目前研究的手性吸波材料是在基体中掺杂手性物质形成的手性复合材料, 还未发现天然微波范围内的手性材料. Tretyakov等[58]从理论上计算了含单圈螺旋体的手性复合材料的电磁波吸收性能, 发现在1~12 GHz范围内材料的最大吸收率可达−35 dB. Sun等[59]在Fe3O4/聚苯胺复合体中加入手性体后, 样品的最低反射率从−17.8 dB下降到−25 dB. 目前手性材料在吸波领域中的应用还比较有限, 主要原因是其吸波机理尚不清楚. 因此, 对手性材料的吸波机理研究势在必行.4.2等离子体吸波材料和结构等离子体吸波材料和结构[60]是在飞行器上加载含有放射性元素的等离子体发生器; 与电磁波发生作用时, 等离子体发生器发生电离作用, 在飞行器表面产生离子云, 使电磁波被吸收或发生绕射, 从而达到隐身的目的. 这种吸波技术不仅解决了吸波涂层厚度和质量方面的局限性, 还具有适应频带宽、吸收率高、使用方便、有效时间长等优点. 然而其对人体有害的放射性元素限制了其应用.4.3蜂窝状吸波结构蜂窝状吸波结构[61]: 具有质量轻、适应复杂内外形、吸波频率高、使用方便、频率范围宽、密度小等优点, 是理想的雷达吸波结构复合材料. 蜂窝状吸波材料的最大缺点是机械性能较差, 难以应用到吸波涂层中.4.4电路模拟型吸波材料和结构电路模拟型吸波材料和结构(Circuit Analysis – RAMs, CA-RAMs)是在吸波材料中放置周期性金属条、栅或片构成的薄片而成, 具有宽频谱、强吸收、密度低等优点. 根据其吸波特性是否可调, 可分为主动式和被动式CA-RAMs[62]. 目前常见的CA-RAMs由氧化铟锡(ITO)和高聚物组成, 其吸波性能与ITO的方阻及其图案和几何尺寸具有很大的关系[63]. 目前人们对CA-RAMs的研究还处在探索阶段, 并朝着实用化的方向发展. 5新型吸波材料5.1智能吸波材料和结构智能材料和结构是指具有感知功能、信号处理功能和自我指令, 并对信号做出最佳响应功能的一种新型吸波材料. 由于智能材料和结构可根据环境变化调节自身结构和电磁特性并对环境做出最佳响应, 不仅可以提高飞行器的隐身性能, 还可增加功能, 降低重量, 为吸波材料的设计提供了新的思路. 目前研究中的智能材料和结构种类较多, 包括金属合金、碳纳米管等[64-65], 但其在吸波材料领域中的应用还较有限, 需要对其进行大力开发和研究. 5.2超材料吸波材料超材料是指具有超常物理性质的复合结构或材料, 目前研究中的超材料包括左手材料、光子晶体和超磁性材料等. 其中由于左手材料在一定频段下同时具有负的磁导率和介电常数, 而超磁性材料同时具有高的磁导率和介电常数, 其在吸波材料领域具有极佳的应用前景. 目前的理论研究表明超材料尤其是左手材料对微波具有极佳的电磁波吸收或屏蔽性能[66-67], 有待于深入开展其在吸波材料中的应用研究.5.3纳米吸波材料由于纳米材料的界面组元所占比例大, 表面原子比例高, 不饱和键和悬挂键多; 纳米材料的量子尺寸效应使电子能级分裂, 而分裂的能级间距正处于微波的能量范围; 磁性纳米粒子还具有较高矫顽力引起的磁滞损耗. 因此, 纳米材料具有极高的电磁波吸收性能, 兼具吸波频带宽、密度低、厚度薄、兼容性好等优点.目前人们对纳米吸波材料的研究主要集中在低维纳米材料和纳米复合材料上. 低维纳米材料是指一维(纳米线、纳米管等)或零维(纳米微粒)的纳米材料, 其比常规材料具有更强的吸波性能和更低的匹配厚度. 如Shi等[68]制备了空心的钴纳米链, 研究发现这种空心链状结构使得材料在微波范围内具有两个介电响应峰, 并在13~18 GHz范围呈现负磁导率. 将SiO2与吸波性能较差的ZnO复合后, 形成笼状纳米结构, 复合材料的吸波性能得到大幅提升[69].纳米复合材料也是吸波材料的研究热点之一. 目前单一类型的材料难以满足吸波材料的“厚度薄、频段宽、质量轻、吸收强”的需求, 因此可将多种材料进行复合以达到最佳效果. 目前纳米复合吸波材料的研究主要集中在铁氧体复合、碳材料复合和碳化硅复合等三个方面, 主要思路是通过复合电损耗。
吸波材料的作用和用途
1.隐身技术在飞机、导弹、坦克、舰艇、仓库等各种武器装备和军事设施上面涂复吸收材料，就可以吸收侦察电波、衰减反射信号，从而突破敌方雷达的防区，这是反雷达侦察的一种有力手段，减少武器系统遭受红外制导导弹和激光武器袭击的一种方法。
如美国B－1战略轰炸机由于涂覆了吸收材料，其有效反射截面仅为B－52轰炸机的1/50；在0H －6和AH－1G型眼镜蛇直升机发动机的整流罩上涂复吸收材料后可使发动机的红外辐射减弱90%左右。
在1990年的海湾战争中，美国首批进入伊拉克境内的F－117A飞机就是涂复了吸收材料的隐形飞机，它们有效避开了伊拉克的雷达监测。
据悉，瑞典海军如今研制成功的世界上第一艘隐形战舰已投入使用，美、英、日、俄等国均已研制出自己的隐形坦克和其它隐形作战车辆。
此外，电磁波吸收材料还可用来隐蔽着落灯等机场导航设备及其它地面设备、舰船桅杆、甲板、潜艇的潜望镜支架和通气管道等设备。
2.改善整机电磁兼容性能飞机机身对电磁波反射产生的假信号，可能导致高灵敏机载雷达假截获或假跟踪；一驾飞机或一艘舰船上的几部雷达同时工作时，雷达收发天线间的串扰有时十分严重，机上或舰上自带的干扰机也会干扰自带的雷达或通信设备……。
为减少诸如此类的干扰，国外常用吸收材料优良的磁屏蔽来提高雷达或通信设备的性能。
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.RFID天线抗金属隔离应用此应用主要是利用一类高磁导率，低损耗型吸波材料的高磁导率特性；使用时，将吸波片插入13.56MHz回形天线和金属基板之间, 增加感生磁场通过吸波材料本身，减少通过金属板的机率，从而减少感生涡流在金属板中产生，进而减少感生磁场的损耗，同时，因为吸波片的插入，实测的寄生电容也会减少，频率偏移减少，与读卡器的共振频率相一致，从而改善读卡距离，当然改善程度取决于吸波材料特性的优良程度.4.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、保护操作人员的身体健康是一个全新而复杂的课题，吸收材料就可达到这一目的。
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。
吸波材料简介.docx
绪论 (2)1吸波材科的吸波原理 (2)1. 1加与甩电路及损耗因子 (2)1.2材料的复介电常数与复磁导率 (4)1.2.1复介电常数 (4)1.2.2复磁导率 (5)2当前吸波材料的分类 (5)2.1按材料成型工艺和承载能力 (6)2.2按吸波原理 (6)2.3按材料的损耗机理 (6)2.4按研究时期 (6)3无机吸波剂简介 (6)3. 1铁系吸波剂 (6)3. 1. 1金属铁微粉 (6)3.1.2多晶铁纤维 (6)3. 1.3铁氧体 (6)3.2碳系吸波剂 (7)3. 2.1石墨、乙怏炭黑 (7)3. 2.2碳纤维 (7)3. 2-3碳纳米管 (7)3.3陶瓷系吸波剂 (7)3. 3.1碳化硅 (7)3.3.2碳化硅复合材料 (8)4有机物为主体吸波剂简介 (8)4.1导电高分子类吸波材料 (8)4 2视黄基席夫碱类吸波材料 (8)5其他吸波材料简介 (8)5.1等离子体吸波材料 (8)5.2手性吸波材料 (9)5.3智能化吸波材料 (9)6展望 (9)绪论随着现代科学技术的发展，电碗波辐射对环境的影响口益增大。
在机场，飞机航班因电磁波干 扰无法起飞而谋点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常T •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一吸波材料，已成为材料科学的一人课题.此外， 在未来高技术、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。
提岛军事装备的战 术技能，隐身技术已经成为未來高技术战争的重耍研究课题。
吸波材料是隐少技术中的关键环廿， 将吸波材料引入隐巾技术的研究受到世界各国的高度碇视。
本文以吸波材料的吸波原理为主线来阐 述吸波剂的研究进展。
1吸波材料的吸波原理卫1. 1 RC 与RL 电路及损耗因子吸波材料的物理机制是材料对电碗波实现有效吸收•电磁波能帚入射到介质屮被迅速衰减变成 其他形式的能其损耗机制在宏观上町通过简单的应；甩等效电路"以解释•对二端无源网络，复电 压0、复电流I 、复阻抗2分别为：U = [70e ；(wf+^u)> J =心訂(3t+p )2 =2 =也刀(九-®) / /0令阻HiZ = U Q /I Q ，电压与电流相位差<p = — 5,Z = Ze"电压分解示意图二端无源电路的电流、电压的矢彊分解示意图如图1所示，复阻抗与电压、电流的相位关系如表1 所示，二端电路的瞬时功率尸"人平均功率尸分别为：P(t) = I Q U Q COS (3t+(P) P = P(t)dt = costp = IU cos(p(1.4) 对纯电阻.<p = Q,P =IU = I 2U = U 2/R ；对纯电容或电感卩=±? P = 0,不吸收功率.式仃.4) 可写为 _ 一P =I L U 或 P = IU 丄 (1.5)其中：I” = Icos(p,U"=Ucos(p,I ”为仃功电流(损耗电流)，Z7”为仃功电色，Z ± =lsin(p 为无功 电流：(/丄=几曲卩，为无功电压，仅Z “或U”对尸何贡献，式(1.5)中的P 叫无功功率(氏).有 功功率为(1.1) (1-2) (1.3)P 冇="〃或P 冇=U(1.6)二端电路复阻抗Z可写为Z = Ze J(p = Z (cos (p + jsin <p) = r + jx (1.7)令甲=TT/2—5 (其中6为损耗角),则由式(1.5) (1.6) (1.7)得P tanS =金=% < =仏丄=%丄=；⑴8)其中tan6为损耗因子。
纳米磁性金属电磁波吸收剂
赵秀芬1纳米磁性金属电磁波吸收剂王树伦2于名讯1徐勤涛1杨丰帆1'3 (1中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031)(2总装南京军事代表局济南代表室，济南250031)(3山东大学物理学院，济南250061)文摘分析了纳米磁性金属电磁波吸收剂的吸波原理，综述了纳米磁性金属电磁波吸收材料如零维磁性纳米颗粒、一维磁性金属纳米线、二维磁性薄膜、二维片状磁性金属颗粒的国内外研究进展情况，并对未来的研究方向提出见解。
关键词吸波材料，电磁波吸收剂，纳米磁性金属El e ct r om a gnet i c W aV e A bs or bent s of N ano—M agnet i c M et a l sZ hao X i uf enl W ang Shul un2Y u M i ngxunl X u Q i nt a01Y ang Fengf anl'3 (1ne53R D R e se ar c h l璐t it ute of C hi na N onh I ndus tr i es C orpom ti on，J i咖250031)(2r Ik J i n趴A gem’B R00mof t he G A D N a nj i ng M i l it ar y R epr esent at i ve B ureau，Ji n叽250031)(3Phy si cs C o l l e ge，S h and ong U ni ve瑙i ty，Ji咖250061)A bs t m ct T he absorbi Il g m e cha ni s m0f r Iano哪a驴et ic m et al s is anal yt i ca l l y di cus s ed i n t}Ii s paper．A nd t he r e—c em r es ea r ch pro伊ess of nano—m agne t i c m et a l s i nc l udi ng nano—m agnet i c pa r t i cl e s of z er o di nl ensi on，nanow i r e姗ays of one di m ens i o n，m a{妒et i c t hi n f i l m s of t w o di m en s i on and nak y m at el m agnet i c pow der s of t w o di m en s i on at hom e and abr oad i s r ev i ew ed．A t l ast．t he f ht ur e r es e羽陀h t1．ends ar e i nt r oduc ed．K ey w or ds A bs or bi ng m ater ial，E l ec咖m agneti c w a ve abs or bent，N ano哪agI let i c m et alO引言雷达吸波材料(R A M)不仅作为隐身技术的重要手段得到各军事国家的重视，在信息技术领域的应用也不断深化。
最全吸波材料专业调研报告
2.3 吸波材料制备
D 结构型吸波材料制备
以郑夏莲博士《结构型吸波复合材料制备与吸波性能研究》论文中 介绍的以环氧树脂为基体、FeCuNbSiB纳米晶粉体为吸波剂、玻璃 纤维为增强相的结构型吸波材料为例，介绍结构型吸波材料制备
(1)将玻璃纤维布按照试样形状裁剪成方形块若干备用；剪裁若干张 聚酯薄膜并涂上脱模剂, 铺于实验平台上备用; (2)按配方配制含有吸 波剂的环氧树脂胶液备用;(3)按计算所需的每层重量的混合胶液倒在 铺好的玻璃纤维布上，用玻璃棒糊均匀，依次类推，直到达到所需 要求的厚度;(4)涂覆完毕，在一定温度下固化后，脱模并将复合板裁 剪成需要的尺寸。
规则，最终形成宏观电偶极矩，即极化过程；磁场将会使得介质内电
子形成的不规则、无定向微观电流趋向规则定向的排布，最终形成宏
观的磁偶极矩，即磁化过程；此外介质中可自由移动的带电粒子在外
场的作用下将会发生运动，形成传导电流。以上即为电磁场与物质相
互作用时发生的三个物理过程，通过这些物理过程，外界入射的电磁
磁损耗 角正切
特征阻 0 0 r r ' j '',
抗:
E A r, t e e jk0nz jt
界面反射系 1 0 , 1 21 ,
数和透射系 1 0
1 0
A r, t e e e k0n''z jk0n'z jt
通过介质的极化弛 豫损耗和欧姆损耗 来损耗电磁波
通过材料磁滞损耗、涡 流损耗、磁后效、自然 共振以及畴壁共振作用 等来吸收电磁波
2.2 吸波材料的分类
按吸波原理划分
吸收型是材料本身对电磁波的吸收与衰减，基本类型有复磁导率与 复介电常数基本相等的吸收体、 阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表 面电流的薄层吸收体
吸波材料
目录
背景
原理 分类 应用前景 发展趋势
1.背景
随着高科技的不断发展，高新产品的不断普
及，电磁污染问题已经不仅仅局限于军事的 隐身技术，它对精密仪器、电子设备等也会 造成干扰，因此吸波材料的研究开发领域也 进入了民用方面。
2.原理
电磁波在介质中传播时的物质方程：
D 0 E B 0 H
谢谢！
式中介电常数
1 E
磁导率 1 M
E M 分别称为介质的极化率和磁化率
物质方程中所包含的参数
和
表征着内部存在电磁场的实际介质和相应材料的属性， 它们是表征电磁波与材料相互作用最重要的两个参数。
j j
吸波材料
孙亚伟 20090413310048
吸波材料是能吸收投射到它表面的电磁波能
量，并通过材料的损耗转变为热能或其它形 式的能量的一类功能材料，一般由基体材料 (或粘结剂)与损耗介质复合而成。研究内容包 括基体材料、损耗介质和成型工艺的设计， 工程应用上除要求在较宽带宽内对电磁波具 有高的吸收率外，尚要求材料具有重量轻、 耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。
0 c
传输线原理模型
电磁波吸收体 金属板
入射波
ZL
反射波
d d
（1）按研究时期，可分为传统吸波材料和新型吸波材料
3.吸波材料的分类
碳化硅吸波材料
碳纤维吸波材料
（2）按其工作原理不同，吸波材料可分为干涉型和吸收型两种
台湾新型双体隐身舰“巡海”原型
（3）根据吸波机理的不同，吸波材料主要可分为电损耗型、 介电损耗型和磁损耗型三大类
乙炔炭黑（电损耗型） 铁氧体（磁损耗型）
半导体材料的电磁波吸收与电磁屏蔽研究
半导体材料的电磁波吸收与电磁屏蔽研究引言：半导体材料在现代电子行业中起着至关重要的作用，其电磁波吸收与电磁屏蔽性能的研究对于提升电子设备的性能和可靠性具有重要意义。
本文将探讨半导体材料在电磁波吸收与电磁屏蔽方面的研究进展与应用，旨在为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。
1. 电磁波吸收材料的分类电磁波吸收材料可以根据其成分和结构特点进行分类。
较常用的分类方式有以下几类：1.1 电磁波吸收材料的化学成分分类根据材料的化学成分，电磁波吸收材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料。
金属材料如铁、铜等具有较好的导电性能，可用于有效吸收电磁波。
非金属材料如陶瓷、橡胶等则具有一定的介电性能，也可以实现电磁波吸收。
而复合材料则是由不同的成分组合而成，具有更广泛的应用领域。
1.2 电磁波吸收材料的结构特点分类根据材料的结构特点，电磁波吸收材料可分为吸波吸收材料、多层吸波材料和微波吸收材料。
吸波吸收材料通过增加材料的能量耗散机制来实现电磁波吸收，常用的吸波材料有磁性材料、介电材料等。
多层吸波材料则是通过多次反射和多次吸收实现电磁波的吸收，适用于高频范围。
微波吸收材料则是指在微波频率范围内能够吸收电磁波的材料，常见的如碳纳米管等。
2. 电磁波吸收与半导体材料的关系半导体材料具有良好的电学和热学性能，广泛应用于电子行业。
在电磁波吸收方面，半导体材料的特性可以进一步优化电子设备的功能和性能。
2.1 砷化镓（GaAs）材料的电磁波吸收研究砷化镓材料是一种广泛应用于光电子领域的半导体材料。
研究表明，在特定条件下，砷化镓材料能够吸收近红外波段的电磁波，其吸收效率较高，具有潜力应用于红外与太赫兹频段的探测器和传感器。
2.2 硅（Si）材料的电磁波吸收研究硅材料作为半导体行业中最为常见的材料之一，其电磁波吸收性能对电子器件的性能有着重要影响。
研究表明，纳米结构的硅材料能够实现对可见光波段的强吸收，有望用于光电转换和太阳能电池等方面。
解析7大电磁屏蔽材料及应用
解析7⼤电磁屏蔽材料及应⽤电磁屏蔽材料（EMI/EMC）随着科学技术和电⼦⼯业的⾼速发展，各种数字化、⾼频化的电⼦电器设备在⼯作时向空间辐射了⼤量不同波长的频率的电磁波，从⽽导致了新的环境污染--电磁波⼲扰(Electromagnetic Interference ,EMI)和射频或⽆线电⼲扰(Radio Frequency Interference ,RFI)。
与此同时，电⼦元器件也正向着⼩型化、轻量化、数字化和⾼密度集成化⽅向发展，灵敏度越来越⾼，很容易受到外界电磁⼲扰⽽出现误动、图像障碍以及声⾳障碍等。
电磁辐射产⽣的电磁⼲扰仅影响到电⼦产品的性能实现，⽽且由此⽽引起的电磁污染会对⼈类和其它⽣物体造成严重的危害。
为此，国际组织提出了⼀系列技术规章，要求电⼦产品符合严格的磁化系数和发射准则。
符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。
对设计⼯程师⽽⾔采⽤EMI屏蔽⽤的吸波材料是⼀种有效降低EMI的⽅法。
针对不同的⼲扰源，在考虑安装尺⼨及空间位置后选择最优的吸波材料，这样就能保证系统达到最佳屏蔽效果。
电磁屏蔽材料简介导电布1. 以纤维布(⼀般常⽤聚酯纤维布)经过前置处理后施以电镀⾦属镀层使其具有⾦属特性⽽成为导电纤维布。
可分为：镀镍导电布、镀炭导电布、镀镍铜导电布、铝箔纤维复合布。
外观上有平纹和⽹格等区分；2. 最基本层为⾼导电铜，结合镍的外层具有耐腐蚀性能；3. 镍/铜/镍涂层的聚酯纤维布提供了优异的导电性、屏蔽效能及防腐蚀性能够适应各种不同范围的要求，屏蔽范围在100K-3GHz。
应⽤领域：可⽤于从事电⼦，电磁等⾼辐射⼯作的专业屏蔽⼯作服，屏蔽室专⽤屏蔽布；IT⾏业屏蔽件专⽤布，触屏⼿套，防辐射窗帘等。
⼴泛应⽤于PDA掌上电脑、PDP等离⼦显⽰屏、LCD显⽰器、笔记本电脑、复印机等等各种电⼦产品内需电磁屏蔽的位置。
导电布衬垫导电布衬垫采⽤⾼导电性和防腐蚀性的导电布，内包⾼度压缩⾼弹性的泡棉芯，经过精密加⼯⽽组成。
电磁波吸收原理
电磁波吸收原理电磁波吸收是指物质对电磁波的吸收能力。
在现代科技中，电磁波吸收原理被广泛应用于电磁辐射防护、雷达隐身技术、通信系统和无线电波干扰等领域。
本文将介绍电磁波吸收原理及其应用。
一、电磁波吸收基础1. 电磁波概述电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的一种波动现象。
按照波长的大小，电磁波可以分为射线、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线等七个频段。
2. 电磁波与物质的相互作用当电磁波与物质相互作用时，有三种主要的相互转换方式：反射、透射和吸收。
其中，吸收是指电磁波能量被物质吸收并转化为其他形式的能量。
二、1. 电磁波吸收的基本过程电磁波吸收的基本过程主要包括电磁波与介质发生相互作用、电磁波能量被吸收并转化、能量转化后的效果。
2. 实现电磁波吸收的原理实现电磁波吸收的原理主要包括材料吸收和结构吸收两种方式。
（1）材料吸收材料吸收是通过选择合适的材料以及调整材料的物理、化学性质来实现电磁波的吸收。
吸收材料的基本要求是：具有较宽的吸收频带、高的吸收效率和稳定的吸收性能。
（2）结构吸收结构吸收是通过设计合适的结构以达到电磁波吸收的目的，常用的结构包括吸波涂层、吸波复合材料、吸波器件等。
结构吸收的优点是可以针对特定频段进行设计和调整。
三、电磁波吸收应用1. 电磁辐射防护电磁辐射会对人体和设备造成一定的危害，因此需要采取适当的措施进行防护。
电磁波吸收材料和结构可以用于电磁辐射防护，减少电磁辐射对人体和设备的影响。
2. 雷达隐身技术雷达隐身技术是指通过减小雷达返回信号的幅度和强度，使目标在雷达系统中难以被探测到。
电磁波吸收材料和结构可以用于制作隐身涂层，减少目标的雷达反射截面积。
3. 通信系统电磁波吸收材料和结构可以用于通信系统，减少电磁波的干扰和反射。
通过吸收材料的应用，可以提高通信信号的质量和传输距离。
4. 无线电波干扰电磁波吸收材料和结构可以用于无线电波干扰，减少电磁波的反射和散射。
通过吸收材料的应用，可以提高电磁波的隔离效果，减少干扰对其他设备的影响。
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。
吸波材料在民用建筑中的应用现状分析
吸波材料在民用建筑中的应用现状分析宋刚（西安建筑科技大学材料与矿资学院，西安 7100555）摘要阐述了吸波材料的研究背景和吸波材料的定义，分析了吸波材料的吸波机理。
对吸波材料建筑中的研究与应用现状进行分析，探讨了建筑吸波材料的发展趋势。
关键词:吸波材料民用建筑应用现状AbstractThis paper expounds the research background of absorbing material，the definition of absorbing material are briefly introduced，and the absorbing mechanism of absorbing material is analyzed, the absorbing material to analyze the research and application status in the civil building，discusses the development trend of building materials.Keywords:absorbing material Civil construction application status1 电磁波的污染与危害科技的进步，电磁技术的不断发展，从无线电广播、电视乃至电脑等各类电子设备的广泛使用,为我们的工作和生活带来便捷高效的同时，我们肉眼看不见的电磁辐射也正越来越多地充斥于我们的生活空间。
日益增强的电磁密度，在改变我们生活的同时，也改变着我们周围的电磁环境，已有人形容如今生活在都市里人们,仿佛置身于“大微波炉"中,承受着各种电磁辐射的冲击。
电磁辐射对人的作用主要有三种，即“热效应”、“非热效应”、“致癌、致突变、致畸作用”，除第一种热效应会在较强辐射作用下发生，后两种都是在较弱的电磁辐射的长期作用下的累积效应对人体产生有害的影响，电磁辐射功率密度小于1mW／cm2时，长时间照射虽不会引起人体体温明显的升高，但科学家已经揭示：多种频率高低不同的电磁波作用于人体时，会引起人体细胞中所含钙离子的大量流失，而这种钙离子的缺失对神经的有效传导、心血管功能的影响致关重要；电磁波还能引起体内物质产生共振现象，影响体内物质离子的运动，从而形成所谓的“非热效应"。
吸波材料
智能隐身材料
智能隐身材料：能从自身的表层或内部获取关于 环境条件及其变化信息，进行判断、处理和做出 反应，以改变自身的一种或多种参数，使其很好 的与外界协调。
其实是一种自适应的材料系统。
雷达波智能隐身材料
英国谢菲尔德大学研制的自适应雷达波吸收材料，能够通 过调节电压，使得吸收体中每层导电聚合物的电阻可调节，实 现了反射率、吸收峰不同频率下可调的目的，使得在很宽的频带 内具有很强的隐身能力。
吸波复合材料
小组成员：复材1001 26-33
吸波材料的定义
所谓吸波材料是指材料可吸收，衰减空间 入射的电磁波能量，并减少或消除反射的 电磁波的一类功能材料。与所有复合材料 一样，吸波复合材料同样也是由功能体及 基体组成的。工程应用上除要求在较宽带 宽内对电磁波具有高的吸收率外，尚要求 材料具有重量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等 性能。
( 2) 探索宽频范围内电磁参数频散效应不敏感的新型损耗型 吸波介质, 可在宽频率范围内同时满足阻抗匹配和强吸收, 将 是未来吸波材料研究的热点和难点。 ( 3) 研发既能隐身又能承载的多功能结构型吸波材料, 以及 能自动对外界作出最佳响应功能的智能型吸波材料, 也是未 来隐身材料的主要发展方向之一。
军事隐身领域
F-117A（夜鹰）战斗机在海湾战争中取得的巨大成 绩促使吸波材料快速的发展。
F-117A“夜鹰”隐形战斗机
外形像一个堆积起来的复杂多面体，大部分表面向后倾斜，具有 大后掠机翼和V形垂尾。这种外形能使反射雷达波改变方向，产生散射， 敌方雷达很难收到反射信号。F－117的机身、机翼和垂尾大量采用了 玻璃纤维、碳纤维等雷达隐身材料。
目前国内外在磁性吸波材料的研制方面还存在频 带窄、密度大、性能低等缺点, 应用范围受到一 定限制。今后的主要研究方向将会是:
吸波材料
吸波材料xxx一、引言将电磁波转换为其他形式的能量（如机械能、电能和热能）而消耗掉,可用于隐身目的的材料称为隐身吸波材料。
隐身技术是指在一定探测环境中控制、降低各种武器装备的特征信号，使其在一定范围内难以被发现、识别和攻击的技术。
由于隐身技术能极大地提高武器的生存能力和作战效果，受到许多国家的高度重视，成为集陆、海、空、天四位一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段，成为现代军事研究的关键技术。
随着电子对抗技术的不断发展，未来战争的各种武器将面临巨大的威胁，提高武器系统的生存能力及突防能力是现代武器研制的重点。
隐身技术作为提高武器作战效能的一种有效手段，与激光、巡航导弹并称为当今军事技术的三大革命。
隐身技术自从问世以来，在战斗机、导弹和舰船等主要作战武器系统上的应用都得到了较大的发展。
短短几年的时间，隐身技术的研究及其应用又获得了突破性进展。
它的应用范围又得到很大扩展，已波及到水雷、机车、工事、战车等领域。
美国的飞机隐身技术处于世界领先地位，其杰出代表是F-117A隐身攻击战斗机、B-2隐身战略轰炸机和F-22先进战术战斗机。
其中F-117A隐身攻击战斗机是美国空军第1种服役的隐身战斗机。
在海湾战争中，F-117A隐身战斗攻击机的出色表现和令人吃惊的战果，使得隐身技术更进一步受到世界军事强国的重视，成为引人注目的高技术武器系统。
F-117A 曾被称为“黑色喷气机”，原因是机体表面几乎全部涂覆了黑色的雷达吸波材料。
B-2隐身战略轰炸机外表面涂覆有一种具有不同厚度的韧性隐身涂层。
这种涂层是导电的，每5年要更换一次，在B-2轰炸机的整个寿命期内，将这种涂层剥除并重新涂覆大约要进行4次，以保证它的隐身特性。
B-2轰炸机大量采用了吸波复合材料，如机身表面的大部分由吸波的碳纤维蜂窝夹层结构制成。
外翼的蒙皮及梁大多采用碳纤维/环氧复合材料。
F-22是是美国洛克希德.马丁与波音公司为美国空军研制的21世纪初主力重型战斗机，在美国空军武器装备发展中占有最优先的地位。
吸波材料原理及应用
吸波材料原理及应用吸波材料（Absorber）是一种能够吸收电磁波并将其转化为热能的材料。
它是一种用于电磁波吸收和抑制反射的关键材料，广泛应用于许多领域，包括通信、雷达、电子设备和电磁兼容性等。
吸波材料的原理主要包括电导损耗和介质损耗两种。
电导损耗是指材料中的导电电子在电磁波的作用下发生摩擦产生热能，导致电磁波被吸收。
介质损耗是指材料中的介质分子由于电磁场的作用而发生分子振动或分子摩擦产生热能，导致电磁波被吸收。
吸波材料的基本特性是频率选择性，即对不同频率的电磁波有不同的吸收效果。
这是由于吸波材料的电磁响应和传输特性决定的。
在某个特定的频率范围内，吸波材料能够吸收一定量的电磁波能量，而在其他频率范围内，它们则能够反射或透射电磁波。
吸波材料的应用非常广泛。
在通信领域，吸波材料可以用于抑制干扰和噪声，提高通信质量。
在雷达系统中，吸波材料可以用于抑制回波干扰，提高目标探测性能。
在电子设备中，吸波材料可以用于抑制电磁辐射和电磁干扰，提高设备的工作稳定性和可靠性。
在电磁兼容性领域，吸波材料可以用于减少电磁波的反射和散射，降低电磁干扰对其他设备的影响。
吸波材料的选择应根据具体的应用要求来进行。
首先，需要考虑工作频率范围和频率选择性，以确保材料能够吸收特定频率范围内的电磁波。
其次，需要考虑吸波材料的厚度和吸收能力，以确保材料有足够的厚度和吸收能力来吸收大部分的电磁波能量。
此外，吸波材料的机械性能、耐热性能和耐腐蚀性能也是选择的重要因素。
目前，常见的吸波材料包括炭黑材料、聚氨酯泡沫材料、复合吸波材料等。
其中，炭黑材料具有较高的电导损耗和较低的介电损耗，适用于高频范围的电磁波吸收。
聚氨酯泡沫材料具有较高的介质损耗和较低的电导损耗，适用于中低频范围的电磁波吸收。
复合吸波材料通过不同材料的组合和结构设计，可以在不同频率范围内实现更好的吸收效果。
总之，吸波材料在电磁波吸收和抑制反射中起着重要的作用。
通过选择合适的吸波材料，并根据具体的应用要求进行设计和制备，可以有效地提高电磁波的吸收能力，提高设备的性能和可靠性。
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目录
微波吸收材料 (2)
材料设计原理 (2)
应用场合 (2)
微波吸收材料（A） (2)
胶板类吸波材料 (2)
泡沫类吸波材料 (6)
涂料类吸波材料 (7)
微波吸收材料（B）快速查询表 (8)
自由空间吸收材料 (8)
内表面及共振衰减吸收材料 (9)
微波吸收材料
吸波材料是指能够依靠材料本身的特性吸收电磁波，防止高频电子元器件互相干扰的一种新型高分子科技复合材料。
通常情况下，吸波材料完全将电磁波吸收入内部，以热损耗、磁损耗和电损耗的形式消耗掉。
民用领域中，能有效地减少电磁波对人体的辐射损害和对通讯部件的信号干扰；军事技术中，作为隐身技术中最重要的、最有效的一环，应用于隐身飞机、隐身坦克、隐身舰船上。
材料设计原理
●采用纳米材料、平面六角铁氧体、非晶磁性纤维、颗粒膜等高性能吸收剂作为吸收介质；
●利用新型吸收原理——电磁共振及涡流损耗，制备的吸波材料厚度薄、重量轻、吸收频带宽、吸收率高；
●根据MAXWELL方程，采用遗传算法（GA），实现电磁波吸收材料仿真（CAD），最大发挥吸收介质特性，并缩短材料的研制周期，可满足用户特种需求。
应用场合
●抑制电磁波干扰，改善天线方向图，提高雷达测向测距准确性；
●防止微波器件及设备的电磁干扰、电磁波辐射及波形整形；
●微波暗室、电磁兼容室、吸收负载、衰减器、雷达波RCS减缩等。
微波吸收材料（A）
）,强度高，稳定性好
如曲线
0.5mm
2.1Kg/m2
200×200mm2
吸收特性：如曲线
厚度：12mm
面密度：1.0Kg/m2
尺寸：200×200mm2
主要用于各种复杂曲面形体，减缩目标的雷达散射截面（RCS）。
耐候性优良，采用喷涂或刷涂工艺，可室温固化，主要用于RCS减缩、抗电磁干扰等。
微波吸收材料（B）快速查询表
树脂吸波产品的吸收也可提供：SF-U(聚胺脂为基的抗磨损性的SF吸波产品)
OSF 薄而柔软、耐腐蚀、非
磁性共振型吸波产品
3～16GHz
机舱内层，缩减反射以
及雷达信号
4.8～1.2 600×600 -54～165℃SS-6M
FGM-40 薄而柔软、磁损耗的宽
波段吸波产品
40～10GHz
LNB、基站、缩减光谱
反射以及反向散射
1.0 600×600 218℃SS-6M
也可提供：FGM-U(聚胺脂为基的抗磨损性的FGM吸波产品)
AN 宽波段、开放式蜂窝的
泡棉型吸波产品
0.6～40GHz 螺旋天线、耦合6～114 600×600 120℃13-111-NF
也可提供：AN-W应用于室外(密封AN)
HR 宽波段、开放式蜂窝的
泡棉型吸波产品
5～40GHz 螺旋天线、绝缘10和25 600×600 70℃13-111-NF
产品描述频率范围应用厚度规格工作温度粘接
GDS 高损耗、不导电的硅树脂板，阻燃，符合UL-94-V1标准8～27GHz 减小内腔共振和一
些表面电流
0.76公称600×600 低温至 163℃SS-6M
也可提供：GDS-U(聚胺脂为基的抗磨损性的GDS吸波产品)
QR 损耗型的聚胺脂泡棉板，阻燃，符合UL-94-HF-2 0.8～18GHz RF模块、LNB、计算
机房
3.0，6.0 600×600 -70～93℃SS-3
MCS 薄而柔软、磁损耗的宽波段吸波
产品
0.8～8GHz RF模块、计算机房 1.0公称600×600 177℃SS-6M 也可提供：MCS-U(聚胺脂为基的抗磨损性的MCS吸波产品)
LS 损耗型的聚胺脂泡棉板1～25GHz LNB、基站、计算机
工作站
30～18 600×600 -70～93℃SS-3
BSR 超薄、高损耗、宽频、荷磁的硅树脂板1～25GHz 表面电流、内腔
共振和耦合
0.25公称600×600 -54～160℃SS-6M
MFS 高损耗、荷磁的硅树脂吸波产品1～18GHz 终端、负载和衰
减器
6.2～25 600×600 160℃SS-6M
SS-6M 背胶可用于硅橡胶吸收体粘接
SS-3 背胶可用于氨基甲酸酯基吸收体粘接
13-111-NF 胶用于天线与吸波材料的粘接
技术指标曲线图
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