纳米吸波材料ppt课件
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5、纳米陶瓷吸波材料
纳米陶瓷吸波材料主要有SiC, Si3N4 及复合物Si/C/N, Si/C/N/O 等, 其主要成分为碳化硅、氮化硅和无定型碳, 具有耐高温、质量轻、强度大、吸波性能好等优点
13
6、过渡金属硫化物纳米吸波材料
它们不 仅在紫外、 近紫外、 可见光区 有吸收, 而且在近 红外光区 也有吸收
纳米吸波 材料
1
contents
1、纳米吸波材料的概念 2、纳米吸波材料的吸波原理 3、常见的纳米吸波材料的种类 4、新型纳米吸波材料及其应用
2
1、纳米吸波材料的概念
吸波材料是能吸收投射到它表面的电 磁波能量, 并通过材料的介质损耗将电 磁波能量转换成为其他形式的能量( 如 机械能、电能和热能等) 而消耗掉的一 类材料
eV)，为纳米材料创造了新的吸收通道。
4
2、纳米吸波材料的吸波原理
2.3 磁性纳米粒子具有较高的矫顽力，可引起 较大的磁滞损耗。在电磁场的辐射下，纳米 材料中的原子和电子运动加剧, 促使磁化，增 加电磁能转化为热能的效率,从而提高对电磁 波的吸收性能。
5
磁滞损耗 的大小与磁滞 回线所围面积 成正比，因此 磁滞回线所围 面积越大，磁 滞损耗也就越 大
6
ε：介电常数 μ：磁导率
7
8
3、常见的纳米吸波材料的 种类及优点
9
1、碳纳米管吸波材料
碳纳米管表 现出优良的吸 波性能, 同时 具有质量轻、 兼容性好、吸 波频带宽等特 点, 是新一代 最具发展潜力 的吸波材料。
10
2、纳米金属与合金吸波材料
纳米金
属吸波材
料是以Fe、
Co、Ni
等金属及
其合金制
成粉体, 与
介质型纳
米粉体、
纳米碳管
或粘接剂
复合制成
薄膜
SEM images of the microstructure of (a) spherical CIPs/MWCNTs and (b) flaky CIPs/MWCNTs, distribution state of (c) spherical CIPs and (d) flaky CIPs 11
19
与简单的吸收型材料相比， CA2RAMs 具有较好的隐 身性能。美国F—117飞机， 其座舱透明件就采用CA— RAMs。其实施方法就是 将具有一定图形结构的透 明薄膜电路网格植入透明 高聚物涂层中，并与飞机 连接成导电通路，使得整 个透明材料变成一个CA— RAMs
20
21
22
Hale Waihona Puke Baidu
23
24
3
2、纳米吸波材料的吸波原理
纳米材料之所以具有优异的吸收电磁波性能, 其原 因在于:
2.1 纳米材料的界面组元所占比例大, 纳米颗粒表 面原子比例高, 不饱和键和悬挂键多, 大量悬挂键 的存在使界面极化, 吸收频带展宽。
2.2 纳米材料量子尺寸效应使电子能级分裂, 分裂
的能级间距正处于微波的能量范围( e1V0-—2 10-4
14
SEM image of porous CdS film on plastic substrate.
15
16
4、新型纳米吸波材料及其应用
4.1 纳米复合薄膜吸波剂
近年来国外对多层纳米颗粒膜应用于电 磁波吸收材料领域开展了较多研究,美、俄、 法、德、日等国都取得了很多成果。法国最 近研制成功一种宽频吸波涂层,它由粘结剂 和纳米级微屑填充材料构成。纳米级微屑由 超薄不定形磁性薄层及绝缘层堆叠而成,磁 性层厚度为3nm ,绝缘层厚度为5nm
25
3、纳米氧化物吸波材料
纳米氧化 物吸波材料 主要有Fe、 Mo、Ti、W、 Ni、Sn 等的 氧化物和复 合氧化物, 它 们不仅吸波 性能良好, 还 兼有抑制红 外辐射的功 能
12
4、纳米导电聚合物吸波材料
作为纳米吸收剂的导电聚合物主要有聚乙炔、聚吡咯 和聚苯胺等, 它的结构特点是具有P电子共轭体系
17
T—50 俄罗斯
最近俄罗斯 成功地利用 纳米晶薄膜 制备了厚度 仅为20μm 的超薄型多 层膜微波吸 收材料。
18
4.2 电路模拟吸波材料 （CARAMs）
(Circuit Analysis—RAMs） 这种由计算机设计并严格控制结 构的透明导电薄片能够透过可见 光而屏蔽雷达波，并阻尼雷达波 感应产生的电场，从而吸收雷达 波,避免了反射所造成的反射能量
纳米陶瓷吸波材料主要有SiC, Si3N4 及复合物Si/C/N, Si/C/N/O 等, 其主要成分为碳化硅、氮化硅和无定型碳, 具有耐高温、质量轻、强度大、吸波性能好等优点
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6、过渡金属硫化物纳米吸波材料
它们不 仅在紫外、 近紫外、 可见光区 有吸收, 而且在近 红外光区 也有吸收
纳米吸波 材料
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1、纳米吸波材料的概念 2、纳米吸波材料的吸波原理 3、常见的纳米吸波材料的种类 4、新型纳米吸波材料及其应用
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1、纳米吸波材料的概念
吸波材料是能吸收投射到它表面的电 磁波能量, 并通过材料的介质损耗将电 磁波能量转换成为其他形式的能量( 如 机械能、电能和热能等) 而消耗掉的一 类材料
eV)，为纳米材料创造了新的吸收通道。
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2、纳米吸波材料的吸波原理
2.3 磁性纳米粒子具有较高的矫顽力，可引起 较大的磁滞损耗。在电磁场的辐射下，纳米 材料中的原子和电子运动加剧, 促使磁化，增 加电磁能转化为热能的效率,从而提高对电磁 波的吸收性能。
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磁滞损耗 的大小与磁滞 回线所围面积 成正比，因此 磁滞回线所围 面积越大，磁 滞损耗也就越 大
6
ε：介电常数 μ：磁导率
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3、常见的纳米吸波材料的 种类及优点
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1、碳纳米管吸波材料
碳纳米管表 现出优良的吸 波性能, 同时 具有质量轻、 兼容性好、吸 波频带宽等特 点, 是新一代 最具发展潜力 的吸波材料。
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2、纳米金属与合金吸波材料
纳米金
属吸波材
料是以Fe、
Co、Ni
等金属及
其合金制
成粉体, 与
介质型纳
米粉体、
纳米碳管
或粘接剂
复合制成
薄膜
SEM images of the microstructure of (a) spherical CIPs/MWCNTs and (b) flaky CIPs/MWCNTs, distribution state of (c) spherical CIPs and (d) flaky CIPs 11
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与简单的吸收型材料相比， CA2RAMs 具有较好的隐 身性能。美国F—117飞机， 其座舱透明件就采用CA— RAMs。其实施方法就是 将具有一定图形结构的透 明薄膜电路网格植入透明 高聚物涂层中，并与飞机 连接成导电通路，使得整 个透明材料变成一个CA— RAMs
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Hale Waihona Puke Baidu
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2、纳米吸波材料的吸波原理
纳米材料之所以具有优异的吸收电磁波性能, 其原 因在于:
2.1 纳米材料的界面组元所占比例大, 纳米颗粒表 面原子比例高, 不饱和键和悬挂键多, 大量悬挂键 的存在使界面极化, 吸收频带展宽。
2.2 纳米材料量子尺寸效应使电子能级分裂, 分裂
的能级间距正处于微波的能量范围( e1V0-—2 10-4
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SEM image of porous CdS film on plastic substrate.
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4、新型纳米吸波材料及其应用
4.1 纳米复合薄膜吸波剂
近年来国外对多层纳米颗粒膜应用于电 磁波吸收材料领域开展了较多研究,美、俄、 法、德、日等国都取得了很多成果。法国最 近研制成功一种宽频吸波涂层,它由粘结剂 和纳米级微屑填充材料构成。纳米级微屑由 超薄不定形磁性薄层及绝缘层堆叠而成,磁 性层厚度为3nm ,绝缘层厚度为5nm
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3、纳米氧化物吸波材料
纳米氧化 物吸波材料 主要有Fe、 Mo、Ti、W、 Ni、Sn 等的 氧化物和复 合氧化物, 它 们不仅吸波 性能良好, 还 兼有抑制红 外辐射的功 能
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4、纳米导电聚合物吸波材料
作为纳米吸收剂的导电聚合物主要有聚乙炔、聚吡咯 和聚苯胺等, 它的结构特点是具有P电子共轭体系
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T—50 俄罗斯
最近俄罗斯 成功地利用 纳米晶薄膜 制备了厚度 仅为20μm 的超薄型多 层膜微波吸 收材料。
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4.2 电路模拟吸波材料 （CARAMs）
(Circuit Analysis—RAMs） 这种由计算机设计并严格控制结 构的透明导电薄片能够透过可见 光而屏蔽雷达波，并阻尼雷达波 感应产生的电场，从而吸收雷达 波,避免了反射所造成的反射能量