吸波材料研究新进展_胡小赛

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新型吸波材料研究进展

ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｗａｖｅ — ａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｉａｒｌｓ．Ａｎｄｔｈｅｎｏｖｅｌｗａｖｅ— ａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｌａｉｄａｓｔｒｏｎｇｅｍｐｈａｓｉｓ，ｗｈｉｃｈｒｅｑｕｉｒｅｓｌｉｇｈｔ，ｔｈｉｎ，ｂｒｏａｄ－ｂａｎｄａｎｄｓｔｒｏｎｇｍａｔｅｒｉ — ａｌｓ，ｓｕｃｈａｓｎａｎｏ — ｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｈｅｌｅｆｔ — ｈａｎｄｅｄｍａｔｅｉａｒｌｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄｏｎｎｏｖｅｌｗａｖｅ — ａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｓｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｈａｖｅｂｅｅｎｐｒｏｖｉｄｅｄｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｎｏｖｅｌｗａｖｅ — ａｂ— ｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＳｔｅａｌｔｈｍａｔｅｉａｒｌ，Ｎｏｖｅｌｔｙａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ，Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ，Ｌｅｔ－ｆｈａｎｄｅｄｍａｔｅｉａｒｌ

新型纳米吸波涂层材料

contents •引言•纳米吸波涂层材料概述•新型纳米吸波涂层材料的制备方法•新型纳米吸波涂层材料的性能表征•新型纳米吸波涂层材料的应用研究•研究展望与挑战•参考文献目录引言03现有吸波材料存在的问题传统吸波材料通常具有重量大、吸波频带窄等缺点，难以满足现代武器系统的高性能需求。

01当前雷达技术发展的现状与困境随着雷达技术的不断发展，其频率越来越高，传统吸波材料已经难以满足高频率下的吸波需求。

02吸波材料在军事、航空航天领域的重要性吸波材料可以吸收、散射和干涉敌方雷达波，提高武器系统的隐身性能和生存能力。

研究背景与意义研究目的：针对现有吸波材料存在的问题，本研究旨在开发一种新型纳米吸波涂层材料，具有轻质、宽频带、高效等优点，以满足现代武器系统的需求。

研究内容纳米吸波材料的制备工艺研究：探索合适的制备方法，获得高质量的纳米吸波材料。

纳米吸波材料的性能表征：通过实验测试，对其电磁性能、力学性能等进行全面表征。

纳米吸波材料的优化设计：通过理论计算和仿真，优化材料的组成和结构，提高吸波性能。

010*******研究目的与内容纳米吸波涂层材料概述纳米吸波涂层材料通常由导电纳米材料、绝缘层和粘合剂组成，其中导电纳米材料是核心部分，用于吸收电磁波能量并将其转化为热能或电能。

根据使用场景和性能要求，纳米吸波涂层材料可分为导电型、绝缘型和复合型三大类。

绝缘型纳米吸波涂层材料以陶瓷、聚合物等绝缘材料为主，具有较高的绝缘性和耐高温性能，但吸收效率较低。

导电型纳米吸波涂层材料以金属纳米材料为主，具有较高的导电性和吸收效率，但耐高温性能较差。

复合型纳米吸波涂层材料则结合了导电型和绝缘型的优点，具有较高的吸收效率和耐高温性能。

01在军事领域，纳米吸波涂层材料可用于制备隐形战斗机、隐形导弹等武器装备，提高其隐身性能和作战能力。

在航空航天领域，纳米吸波涂层材料可用于卫星、空间站等航天器的电磁屏蔽和隐身技术，提高其安全性和生存能力。

高温雷达吸波材料研究现状与展望

第29卷第5期无机材料学报Vol. 29No. 52014年5月Journal of Inorganic Materials May, 2014收稿日期: 2013-09-17; 收到修改稿日期: 2013-11-08基金项目: 国家自然科学基金(51302206); 教育部博士点基金(20126120120016); 凝固技术国家重点实验室开放课题(SKLSP20-1305); 陕西省教育厅科研专项(2013JK0921, 2013JK0922, 2010JK643); “濮耐”教育奖学金青年教师科研基金National Natural Science Foundation of China (51302206); Research Fund for the Doctoral Program of Higher Edu-cation of China(20126120120016); State Key Laboratory of Solidification Processing in NWPU (SKLSP201305); Scientific Research Program Funded by Shaanxi Provincial Education Department (2013JK0921, 2013JK0922, 2010JK643); Scientific Research Fund for Young Teachers of Puyang Refractories Education Sducation Scholarship作者简介: 丁冬海(1983–), 男, 博士, 讲师. E-mail:dingdongnwpu@ 文章编号: 1000-324X(2014)05-0461-09 DOI: 10.3724/SP.J.1077.2014.13471高温雷达吸波材料研究现状与展望丁冬海1,2, 罗发2, 周万城2, 史毅敏2, 周亮3(1. 西安建筑科技大学材料与矿资学院, 西安710055; 2. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 西安710072;3. 长安大学材料科学与工程学院, 西安710061)摘要: “薄、宽、轻、强”已经不能完全满足新型武器装备对雷达吸波材料提出的耐高温、抗氧化、高强度及高韧性等新要求。

吸波超材料研究进展

吸波超材料研究进展一、本文概述随着现代科技的不断进步，电磁波在通信、雷达、军事等领域的应用日益广泛，然而，电磁波的散射和干扰问题也随之凸显出来。

为了有效地解决这一问题，吸波超材料应运而生。

吸波超材料作为一种具有特殊电磁性能的人工复合材料，能够实现对电磁波的高效吸收，因此在隐身技术、电磁兼容、电磁防护等领域具有广阔的应用前景。

本文旨在综述吸波超材料的研究进展，包括其基本原理、设计方法、制备工艺以及应用现状等方面。

将介绍吸波超材料的基本概念和电磁特性，阐述其吸波原理及影响因素。

然后，将综述近年来吸波超材料在结构设计、材料选择以及性能优化等方面的研究成果。

接着，将讨论吸波超材料的制备方法，包括传统的物理法和化学法以及新兴的3D打印技术等。

将展望吸波超材料在未来的发展趋势和应用前景。

通过本文的综述，读者可以对吸波超材料的研究现状有全面的了解，并为进一步的研究和开发提供有益的参考。

二、吸波超材料的基本原理吸波超材料，作为一种人工设计的复合材料，其基本原理主要基于电磁波的干涉、散射、吸收和转换等物理过程。

吸波超材料通过特定的结构设计，能够有效地调控电磁波的传播行为，从而实现高效的电磁波吸收。

吸波超材料的设计往往采用亚波长结构，这种结构可以在微观尺度上调控电磁波的传播路径，使得电磁波在材料内部发生多次反射和干涉，从而增加电磁波与材料的相互作用时间，提高电磁波的吸收效率。

吸波超材料通常具有负的介电常数和负的磁导率，这使得电磁波在材料内部传播时，会经历与常规材料不同的物理过程。

当电磁波进入吸波超材料时，由于介电常数和磁导率的负值特性，电磁波的传播方向会受到调控，从而实现电磁波的高效吸收。

吸波超材料还可以通过引入损耗机制，如电阻损耗、介电损耗和磁损耗等，将电磁波的能量转化为其他形式的能量，如热能，从而实现电磁波的衰减和吸收。

这种损耗机制的设计对于提高吸波超材料的吸收性能至关重要。

吸波超材料的基本原理是通过调控电磁波的传播路径、改变电磁波的传播方向以及引入损耗机制，实现电磁波的高效吸收。

【发展战略】吸波材料的发展与应用

吸波材料的发展与应用姚中姚丽姜虞维扬（１．宝钢集团上海钢铁研究所，上海200940；2．宝钢集团上海五钢有限公司特钢技术中心，上海200940)摘要：本文主要综述吸波材料的进展和最新发展情况，指出吸波材料研究不仅在军事上有着重大意义，而且对民用电子行业如抗干扰器件的开发起着推进作用。

目前，吸波材料已向产品化方向发展，且应用范围不断扩大，有着极大的潜在市场。

关键词：隐身技术；隐身材料；吸波材料；抗干扰；纳米Developments and Applications of ElectromagneticWave Absorbing MaterialsYaoZhong Yao Lijiang Yu Weiyang(1．Baosteel Group Shanghai Iron & Steel Research Institute．Shanghai 200940，China：2．Baostel Group Shanghai No．5 Steel Co．，Ltd．，Special Steel TechnicalCenter,Shanghai 200940，China)Abstract：The developments and progresses of wave absorbing materials were reviewed．It was pointed out that researches on wave absorbing materials not only are important to military industry but also Can promote the civil electronic industry in developing anti-interference devices．Currently, the application wave absorbing materials has been industrialized．It has found an increasing wide utlization with a huge potential market．Keywords：stealth technology；stealth material；wave absorbing material；anti—interference；nanometer1 引言隐身技术是上世纪末发展起来的一门新兴边缘科学，涉及多种技术领域，应用十分广泛，从各种武器的装备、飞行器的隐身到通信设备的抗干扰，隐身技术已成为现代战争中的“秘密武器”，在实战中发挥了巨大作战效能。

核壳式链状电磁复合吸波材料的研究进展

核壳式链状电磁复合吸波材料的研究进展目录一、内容综述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状概述 (4)二、核壳式链状结构设计 (5)2.1 核心材料的选取与特性 (6)2.2 壳层材料的性质与功能 (8)2.3 链状结构的构建与优化 (9)三、电磁波吸收机制探讨 (10)3.1 电磁波吸收原理 (11)3.2 复合吸波材料的设计策略 (12)3.3 吸波性能的评价方法 (13)四、实验方法与性能测试 (15)4.1 实验材料制备 (15)4.2 性能测试方法 (16)4.3 结果分析与讨论 (17)五、核壳式链状电磁复合吸波材料的优化与改进 (18)5.1 结构调整与参数优化 (20)5.2 功能性改进与应用拓展 (21)5.3 技术挑战与未来展望 (22)六、结论与总结 (23)6.1 研究成果总结 (24)6.2 存在问题与不足 (26)6.3 对后续研究的建议 (27)一、内容综述随着现代无线通信技术的迅猛发展，电磁波干扰与辐射问题日益凸显，成为制约电子设备性能的重要因素。

在此背景下，核壳式链状电磁复合吸波材料应运而生，成为研究热点。

这种材料通过将磁性颗粒均匀分散在聚合物基体中，形成一种具有核壳结构的链状排列，从而实现了对电磁波的高效吸收与屏蔽。

核壳式链状电磁复合吸波材料在制备工艺、性能优化及应用领域等方面取得了显著的研究进展。

在制备工艺方面，研究者们通过改进的传统制备方法，如原位聚合法、悬浮聚合法等，成功制备出了具有不同形貌和粒径分布的核壳式链状电磁复合吸波材料。

这些方法不仅提高了材料的制备效率，还保证了其优异的性能表现。

在性能优化方面，研究者们通过调整磁性颗粒与聚合物基体的配比、添加助剂以及优化制备工艺等手段，实现了对核壳式链状电磁复合吸波材料吸波性能的调控。

通过引入磁性颗粒间距调控剂，可以有效地减小颗粒间的磁间距，从而提高吸波性能；同时，通过添加特定功能的助剂，如吸波剂、抗氧化剂等，可以进一步提高材料的耐热性、抗氧化性和耐候性。

超材料吸波器的研究进展

Instrumentation and Equipments 仪器与设备, 2019, 7(2), 133-141Published Online June 2019 in Hans. /journal/iaehttps:///10.12677/iae.2019.72019Research Progress of MetamaterialAbsorberJiali Chai, Yanjie Ju*School of Electrical and Information Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian LiaoningReceived: Jun. 3rd, 2019; accepted: Jun. 21st, 2019; published: Jun. 28th, 2019AbstractIn order to make better use of electromagnetic waves and eliminate their negative effects, meta-material absorbers have become a major research direction. This is a device that converts elec-tromagnetic wave energy incident on its surface into other energy to deplete it through special structures and materials. Its particularity based on the application of metamaterials, and its unique electromagnetic properties compared with natural materials make it has great signific-ance in the electromagnetic field. In this paper, the current research status of supermaterial ab-sorbers at home and abroad will be introduced through the structures, mechanisms and materials of the absorbers. For the structures, it mainly introduces two types of tiled-array structure and three-dimensional structure. For the absorption mechanisms, it mainly introduces the frequency selection surface, electromagnetic resonance and surface plasma. For the materials, it introduces metal materials, ferrite materials, carbon materials and new materials in detail. With the conti-nuous innovation in the field of materials and the unremitting efforts of researchers, we believed the absorbing device will be applied to more and more fields with more perfect performances and shine in both the civilian and military fields.KeywordsMetamaterials, Absorber, Graphene, Absorbing Mechanism超材料吸波器的研究进展柴佳丽，鞠艳杰*大连交通大学电气信息工程学院，辽宁大连收稿日期：2019年6月3日；录用日期：2019年6月21日；发布日期：2019年6月28日*通讯作者。

电磁屏蔽和吸波材料的研究进展

电磁屏蔽和吸波材料1、引言随着现代电子工业的快速进展,各种无线通信系统和高频电子器件数量的急剧增加,导致了电磁干扰现象的增多和电磁污染问题的日渐突出。

电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。

电磁波辐射产生的电磁干扰〔EMI〕不仅会影响各种电子设备的正常运行，而且对身体安康也有危害。

目前,主要的抗电磁千扰技术包括:屏蔽技术、接地技术和滤波技术。

其中,屏蔽技术的主要方法是承受各种屏蔽材料对电磁辐射进展有效阻隔与损耗。

吸波功能材料的争论是军事隐身技术领域中的前沿课题之一，其目的是最大限度地削减或消退雷达、红外等对目标的探测。

世界上多个国家相继开放了对战机、巡航、舰艇等军事用吸波材料的争论。

由于电磁屏蔽材料和吸波材料在社会生活和国防建设中的重要作用，因而其争论开发成为人们日益关注的重要课题。

2、电磁屏蔽和吸波材料的根本原理材料对电磁波屏蔽和吸取的程度用屏蔽效能〔SE〕来表示，单位为分贝(dB)，一般来说，SE 越大，则衰减的程度越高。

2.1屏蔽体对电磁波的衰减机理屏蔽体对电磁波的衰减机理有3 种: (l)空气·屏蔽体界面的阻抗不连续性,对入射电磁波产生反射衰减; (2)未被外表反射而进入屏蔽体内的电磁波被屏蔽材料吸取的衰减; (3)进入屏蔽体内未被吸取衰减的电磁波到达屏蔽体一空气界面时因阻抗不连续性被反射,并在屏蔽体内部发生屡次反射衰减。

屏蔽效能可用下式表示：SE = SET + SER+ SEA M(1)式中：SE 表示反射损失，SE 表示吸取损失，SE 表示屡次反射损R A M失。

2.2吸波材料的根本物理原理吸波材料的根本物理原理是，材料对入射电磁波实现有效吸取，将电磁波能量转换为热能或其它形式的能量而损耗掉。

该材料应具备两个特性即波阻抗匹配特性和衰减特性。

波阻抗匹配特性即制造特别的边界条件是入射电磁波在材料介质外表的反射系数r 最小，从而尽可能的从外表进入介质内部。

吸波材料的研究进展

吸波材料的研究进展摘要：吸波材料的研究是隐身技术发展的关键，吸波剂的好坏对于吸波材料的性能有很大的影响。

本文在对吸波材料以及其吸波原理进行介绍的基础上，大体阐述了有关吸波材料的研究进展，通过对几种常用的微波吸波剂的介绍，提出了未来吸波材料的发展将向着”薄、轻、宽、强”和耐腐蚀性等方面进行研究。

关键词：吸波材料吸波材料分类研究进展一、吸波材料的简介吸波材料是指能将投射在它表面的电磁波能量吸收并通过材料介质损耗转变为热能等其他形式的能量的一类材料，一般由基体材料（或粘结剂）与吸收介质（吸收剂）复合而成。

在工程上应用的吸波材料不仅在较宽频带内对电磁波的吸收率较高，还应该具备质量轻、耐高温、耐潮湿、抗化学腐蚀等特性。

一般情况下，吸波材料需要最大限度地使入射电磁波进入到吸波材料内部，从而减少电磁波的直接反射，即要求材料满足阻抗匹配；并且进入材料内的电磁波能迅速地被全部衰减掉，即要求材料满足衰减匹配[1]。

二、吸波材料的分类目前吸波材料分类较多，分类方法也有多种，现大致分为以下四种。

1.按材料成型工艺和承载能力，可分为涂型吸波材料和结构型吸波材料前者是将混合后的吸收剂（金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等）与粘合剂涂覆于目标表面形成吸波涂层，其具有操作方便，吸波性能好、工艺简单和容易调节等优点，广泛受到世界各国的重视。

后者是具有承载和吸波的双重功能通常将吸收剂分散在层状结构材料中，或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料（如玻璃钢、芳纶纤维复合材料等）为面板，蜂窝状、波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。

2.按吸波原理，吸波材料又可分为吸收型和干涉型两类吸收型吸波材料通过本身对雷达波进行吸收损耗可分为复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变/宽频0吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体三种基本类型；干涉型吸波材料则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消，这类材料的缺点是吸收频带较窄。

3.按材料的损耗机理，吸波材料可分为电阻型、电介质型和磁介质型三大类碳化硅石墨等属于电阻型吸波材料，电磁能主要衰减在材料电阻上；电介质型吸波材料的机理为介质极化驰豫损耗，如钛酸钡之类；铁氧体、羟基铁等属于磁介质型吸波材料，它的损耗机理主要是铁磁共振吸收。

吸波涂层材料技术的现状和发展

研究现状
吸波材料的研究历经了多个阶段，目前已经取得了许多重要的成果。在吸波材料的种类方面，主要包括金属吸波材料、介质吸波材料、复合吸波材料等。金属吸波材料主要利用金属的导电性吸收电磁波，但高频性能较差；介质吸波材料则利用介质的介电常数和磁导率吸收电磁波，具有较好的高频性能；复合吸波材料则是将金属和介质材料相结合，发挥各自优点，从而提高吸波性能。
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在吸波材料的制备方面，研究者们不断探索新的制备方法，如化学气相沉积、溶胶-凝胶法、静电纺丝等，以提高吸波材料的性能和制备效率。此外，研究者们还致力于研究吸波材料的机理，如电磁波在材料中的传播、吸收、散射等机理，为提高吸波性能提供理论指导。
存在的问题
尽管吸波材料的研究已经取得了许多重要成果，但仍存在一些问题需要解决。首先，吸波材料的吸收频带较窄，难以满足不同频率的需求பைடு நூலகம்其次，吸波材料的耐候性、耐腐蚀性等性能有待提高；另外，吸波材料的生产成本较高，限制了其广泛应用。
四、结论
总的来说，磁损耗型吸波材料在过去的几年中取得了显著的进步。各种新型的磁损耗型吸波材料不断涌现，为解决电磁辐射问题提供了有效的解决方案。然而，仍然存在一些挑战需要我们去面对，如提高材料的综合性能、拓展应用领域以及降低成本等。我们有理由相信，随着科技的不断进步和创新，未来的磁损耗型吸波材料将会具有更高的性能和更广泛的应用。
市场分析
吸波涂层材料市场前景广阔，未来将有更多的应用领域和市场机遇。其中，军事和航空领域由于对安全性和性能要求较高，将成为吸波涂层材料的主要应用领域。此外，电子信息和汽车领域也将有广阔的市场前景。市场规模方面，随着各领域对吸波涂层材料的需求不断增加，市场规模也将不断扩大。
结论

雷达吸波材料的研究现状和发展方向

雷达吸波材料的研究现状和发展方向发表时间：2019-01-15T11:06:21.630Z 来源：《信息技术时代》2018年4期作者：姜如意[导读] 目标特征信号技术被称为隐身技术，此技术能够使武器系统的特征信号得到有效降低，使武器系统在应用过程中难以被识别，而隐身技术即为雷达隐身技术的重点。

（32140部队，河北石家庄 050000）摘要：目标特征信号技术被称为隐身技术，此技术能够使武器系统的特征信号得到有效降低，使武器系统在应用过程中难以被识别，而隐身技术即为雷达隐身技术的重点。

雷达吸波材料为现代较为先进的材料，此材料能够将入射雷达波进行充分吸收，而后将所吸收的目标通过回波强度进行衰弱处理。

本文针对雷达波材料的现状进行分析，并探究了结构吸波材料的工作原理，最后阐述了雷达吸波材料的发展方向。

关键词：雷达吸波材料；研究现状；发展方向使现代兵器具备生存能力及突防能力的重要条件即为隐身技术，隐身技术能够有效提高现代兵器的作战能力，使其更为合理的应用至现代战争中，近几年，各军事大国也发现了隐身技术这一特点，开始加大对此技术的关注度，并且开始大量研制具备优异隐身性能的武器装备。

在隐身技术中，雷达吸波材料为其中较为重点内容，但也为其中难点内容。

1.雷达吸波材料的研究现状1.1雷达吸波材料的分类在隐身技术中，雷达吸波材料为其中较为关键的部分，雷达吸波材料的承载能力及成型工艺相对复杂，也可将其分为两大类，分别为结构型及涂敷型。

涂敷型吸波材料主要根据吸收剂来进行相应划分，具体被分为金属微粉、铁纤维及铁氧体吸收材料等。

结构吸波材料与涂敷型吸波材料存在较大差异，其不但能够将载荷进行提高，还可承载一定的载荷重点，使整体结构重量得到减轻，进而实现吸收雷达波的目的，目前，结构吸波材料已经成为各类研究人员的重点研究方向。

结构吸波材料主要按照吸波机理进行划分，所划分的类别主要有两项，分别为磁损耗型及介电损耗型，磁损耗型的密度相对较大且质量相对较重，而介电损耗型与磁损耗型存在较大差异，其质量相对较轻且密度较小。

纳米复合薄膜吸波材料的研究进展

Abstract : The mechanism of elect ro magnetic wave absorptio n was briefly int roduced. The recent re2 search advances of radar abso rber materials were described. The absorbers such as nano2co mpo site t hin films were summered up . Finally , t he research f ut ure of nano2absorber is pointed o ut , which is st ro ng absorptio n , brand f requency , light densit y and t hin t hickness. Key words :nano2co mpo site ;radar magnetic absorber material s ;ferrite ;t hin film ;t ransparent & co nduc2 tive
2 研究现状
采用磁控法在塑料基体 ( PAMM) 上制备了厚度为 1900nm 的 Co59 ( Zr0. 3 O0. 7 ) 41 的薄膜 , 其在 0. 1 ～
2. 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。2000 年俄罗斯又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。法国[16] 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

新型吸波材料的应用及研究

关键词：微波吸收；吸波机理；新型吸收剂；复合材料
中图分类号：０６— １
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１ — ９６７７（２０１３）０９ — ００２７ — ０３
ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅＮｅｗＷａｖｅ— — ａｂｓｏｒｂｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｗａｖｅ—ａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉ — ｔｉｏｎｓ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｎｅｗｉｎｏｒｇａｎｉｃａｂｓｏｒｂｅｎｔｓｕｃｈａｓｃａｒｂｏｎ，ｉｒｏｎ，ａｎｄｃｈｉｒａｌｗａｖｅａｂｓｏｒｂｅｎｔｗｅｒｅｅｘｐｌａｉｎｅｄ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｎｅｗｗａｖｅ—ａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｉａｒｌｗｈｉｃｈｗａｓｃｏｎ— ｒｐｏｓｉｔｅｗｉｔｈｐｏｌｙｍｅｒａｎｄｉｎｏｇａｎｉｃａｂｓｏｒｂｅｎｔｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｗａｖｅ—

219383849_复合吸波材料的研究进展

( ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅꎬＮａｎｊｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００２３ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｓｔｅａｌｔｈｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍｉｌｉｔａｒｙａｎｄｃｉｖｉｌｆｉｅｌｄｓ. Ｔｈｅｙｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｐｒｏｖｉｄｅ
ｋｅｙｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｓｔｅａｌｔｈｏｆｗｅａｐｏｎｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔꎬｂｕｔａｌｓｏｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏａｖｏｉｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎｐｏｌｌｕｔｉｏｎ. Ｔｈｅ
ｉｄｅａｌａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｒｅｑｕｉｒｅｔｈｉｎｃｏａｔｉｎｇꎬｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔꎬｗｉｄｅａｂｓｏｒｂｉｎｇｂａｎｄａｎｄｓｔｒｏｎｇａｂｓｏｒｂｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ. Ｉｎｔｈｉｓ
入材料内部而不是在材料表面发生反射ꎬ即材料的匹配特性ꎻ(２) 进入材料内部的电磁波能迅速被吸收并
衰减ꎬ即材料的衰减特性. 对于材料的吸波性能ꎬ一般用反射损耗ＲＬ和Ｒ< －１０ｄＢ的有效频带宽来评判.
根据电磁波传输线理论 [２] ꎬ雷达吸波涂层材料对电磁波的反射损耗ＲＬ为:
Ｚｉｎ－Ｚｏ
[ 关键词] 吸波材料ꎬ吸波性能ꎬ复合材料ꎬ电磁波ꎬ反射损耗
[ 中图分类号] ＴＭ２５ [ 文献标志码] Ａ [ 文章编号]１００１－４６１６(２０２３)０２－００１５－１０
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＡｂｓｏｒｂｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ

吸波材料的最新研究进展及发展趋势

刘元臣等研究铁氧体含量对涂层织物介电
常数的影响中发现，改善涂层织物的吸波效能有两
成都纺织高等专科学校学报
２０１６年７月
种方法：一种是当织物涂层厚度不变时，增加铁氧
体吸收剂的含量来提高吸波效能。另一种是当铁
摘要：介绍了吸波材料的吸波原理，对吸波材料进行分类，并综述了铁氧体、羰基铁、石墨烯、手性材料、席夫碱等作为常见吸波材料的最新研究进展，并对发展趋势作了简要的概述。
关键词：吸波材料吸波原理制备方法中图分类号：ＴＢ３４文献标识码：Ａ文章编号：１００８—５５８０（２０１６）０３－０１２０－０５
纳米管质量分数的复合材料。复合材料的吸波性
能比单纯的镍铁氧体的吸波性能得到明显的提高。
碳纳米管的质量分数为２０％时，厚度为１ｍｍ的薄
涂层的吸波效果最佳，小于～１０ｄＢ的有效带宽
达３ＧＨｚ。
（２）按照成型工艺和承载能力分为涂覆型和结构型。涂覆型吸波材料也称为吸波涂层，一般由吸波剂和黏结剂组成。黏结剂使涂层牢固附着于被涂层材料表面形成连续薄膜，采用具有良好透波性能的黏结剂可使涂层的吸收效率最大化。结构型吸波材料不但具有吸波作用，而且承担着承载作用，具备质轻高强等优点。

电磁吸波材料研究进展

电磁吸波材料研究进展引言：随着科技的不断进步，电磁吸波材料作为一种能够吸收和衰减电磁波的材料，日益受到人们的。

电磁吸波材料的研究对于提高电磁设备的性能、降低电磁干扰以及保护人体健康等方面具有重要意义。

本文将详细介绍电磁吸波材料的基本原理、研究现状和发展前景，以期为相关领域的研究提供参考。

电磁吸波材料的基本原理：电磁吸波材料主要通过磁导率、介电常数和电阻率等参数来吸收电磁波。

磁导率是衡量材料对磁场响应能力的参数，介电常数则反映了材料在电场下的响应能力，而电阻率则决定了材料对电磁波的损耗能力。

常见的电磁吸波材料包括金属吸波材料、碳基吸波材料、导电高分子吸波材料等。

金属吸波材料如铁、镍、钴等，具有高磁导率和介电常数，能够吸收大量的电磁波。

但是，金属吸波材料的电阻率较低，容易导致电磁波的反射和二次辐射。

碳基吸波材料如石墨、碳纤维等，具有高导电性和介电常数，能够吸收一定量的电磁波。

但是，碳基吸波材料的磁导率较低，吸收效果有限。

导电高分子吸波材料如聚酰亚胺、聚苯胺等，具有高导电性和磁导率，能够吸收电磁波。

然而，导电高分子吸波材料的稳定性较差，使用寿命较短。

电磁吸波材料的研究现状：电磁吸波材料在各个领域都有广泛的应用，如电磁屏蔽、隐身技术、微波器件等。

在军事领域，电磁吸波材料可以用于降低舰船、飞机等军事目标的雷达反射面积，提高其隐身性能。

在民用领域，电磁吸波材料可以用于手机、电脑等电子设备的电磁屏蔽，减少电磁辐射对人体的影响。

目前，国内外对于电磁吸波材料的研究主要集中在新型材料的研发、制备方法的改进以及应用领域的拓展等方面。

研究者们不断探索新的电磁吸波材料，如纳米吸波材料、复合吸波材料等，以获得更好的吸收性能和更广泛的应用。

电磁吸波材料的发展前景：随着科技的不断进步，电磁吸波材料的研究也将不断深入。

未来，电磁吸波材料将朝着以下几个方向发展：1、高性能化：研发具有更高吸收率和更宽吸收频带的电磁吸波材料，以满足不同领域的需求。

碳基吸波材料的研究进展

2、市场需求
随着无线通信、航空航天、军事等领域的快速发展，对吸波材料的需求日益增长。尤其是在5G、6G通信技术的发展中，由于其高频段的特点，对吸波材料的要求更加严格。因此，市场对高效、轻质、环保的碳基碳基吸波材料方面取得了许多重要成果。例如，中国科学院上海硅酸盐研究所成功制备出了具有优异吸波性能的碳化硅纳米线，其吸收电磁波的频率范围较宽，具有很好的应用前景。此外，还有研究者在石墨烯中引入磁性元素，制备出了具有磁性的石墨烯复合材料，从而拓展了其应用范围。
1、卫星导航系统
在卫星导航系统中，由于高频率电磁波的干扰，会对定位精度和稳定性产生不利影响。碳基吸波材料可以有效地吸收这些干扰电磁波，提高卫星导航系统的性能。
2、光电探测器
光电探测器在军事、航空航天、环境监测等领域有着广泛应用。在这些领域中，探测器需要尽可能地减少外部电磁场的干扰，以获得准确的光电信号。碳基吸波材料可以有效地吸收电磁场，提高光电探测器的稳定性和可靠性。
应用前景
由于碳基复合吸波材料具有优异的电磁吸收性能和稳定的物理化学性质，因此具有广泛的应用前景。例如，它可以应用于军事装备中，吸收雷达波和无线电信号，提高装备的隐身性能；可以应用于室内装饰材料中，吸收电磁辐射，保护人体健康；可以应用于汽车、高铁等交通工具中，吸收电磁噪声，提高乘坐舒适度；还可以应用于电子设备中，吸收电磁干扰，提高设备的稳定性和可靠性。
参考内容
引言：
随着现代科技的快速发展，电磁波的应用越来越广泛，与此电磁波的污染问题也日益严重。为了有效吸收和衰减电磁波，吸波材料成为了研究的热点。碳纳米管作为一种新型的纳米材料，具有优异的物理化学性能，近年来也被广泛应用于吸波材料领域。本次演示将详细介绍碳纳米管吸波材料的研究进展。

吸波材料研究现状和发展趋势

吸波材料研究现状和发展趋势摘要:主要介绍了传统型和新型吸波材料吸波原理、材料种类及其特点以及应用现状,指出了吸波材料的发展趋势。

关键词:隐身吸波材料新型吸波剂随着雷达探测技术的迅猛发展,世界各国的军事防御体系及飞行器被敌方探测、跟踪和攻击的可能性越来越大,军事目标的生存能力受到了严重的威胁。

为此,发展隐身技术就成了军事技术发展的重要方向。

而作为隐身技术的最重要组成部分—吸波材料的研究成为各军事强国角逐军事高科技的热点之一。

吸波材料按不同研究时期划分,可分为传统和新型吸波材料。

1 传统吸波材料1.1 导电碳黑,石墨,碳纤维石墨很早就被用来填充在飞机蒙皮的夹层中,吸收雷达波,美国用纳米石墨做吸波剂制成石墨-热塑性复合材料和石墨环氧树脂复合材料称为“超黑粉”纳米吸波材料[2],对雷达波吸收率大于99%,低温下保持很好韧性。

有研究表明,在透波材料中掺入炭黑,可使材料的介电常数增大,且可以减小电磁波吸收厚度,从而减轻电磁波吸收体的质量。

碳纤维是结构隐身材料最常用的一种增强纤维,并经过实战考验。

现有的很多国外隐身飞机都部分地采用了碳纤维吸波材料,有的碳纤维或其复合材料在机身中用量达30%～50%。

隐身用的特种纤维截面不是圆的,而是三角形,四方形或多边形。

碳纤维的缺点是抗氧性差,在空气中难以承受较高的使用温度。

1.2 铁氧体磁性材料中的铁氧体既是透波材料又是吸波材料,具有透波和吸收双重功能,这种磁性吸波涂层频段相对比较宽,是对厚度要求严格的隐身材料中不可缺少的材料。

单一铁氧体吸收剂工作频带窄,一般最大只有2～3GHz,为了拓宽频宽一般加入其他磁性材料。

如用于厘米波段的锂-镉铁氧体,用于毫米波段的镍-锌铁氧体和用于加宽频段的锂-锌铁氧体[1]。

还有在钡铁氧体中加入Co,形成c面各向异性的Ba3Co2Fe24O41,被广泛研究,在微波范围也体现较好的性能。

Ti、Ni、Mg等均有报道[3～4]。

铁氧体作为吸波剂应用时,主要存在比重大的问题。

高熵合金吸波材料的研究进展

㊀第43卷㊀第3期2024年3月中国材料进展MATERIALS CHINAVol.43㊀No.3Mar.2024收稿日期:2022-06-14㊀㊀修回日期:2022-10-18基金项目:西安市博士后创新基地项目(2021-2);国家自然科学基金资助项目(52101099,52201021);陕西省重点研发计划一般项目(2021GY -233,2021GY -249)第一作者:赵金强,男,1998年生,硕士研究生通讯作者:张蔚冉,女,1988年生,博士,高级工程师,Email:zhangweiranruth@DOI :10.7502/j.issn.1674-3962.202206009高熵合金吸波材料的研究进展赵金强1,2,李兰云1,张蔚冉2,赵国仙1(1.西安石油大学,陕西西安710065)(2.西安稀有金属材料研究院有限公司,陕西西安710016)摘㊀要:随着吸波材料在军事隐身技术中的应用与发展,对其性能提出了更高的要求,开发符合薄㊁轻㊁宽㊁强且环境适应性强的吸波材料成为当前研究的热点㊂高熵合金独特的多主元㊁高浓度成分组成使之具有成为吸波材料的天然优势,其优异的软磁性㊁耐腐蚀性㊁抗氧化性等综合性能为发展新型吸波材料提供了研究基础㊂高熵合金吸波材料可以通过主元种类和浓度调节,微量元素添加以及与其他材料复合等多种调控方法来提高吸波性能㊂综述高熵合金吸波材料的研究进展,从材料的制备方法出发,对其吸波性能的影响因素进行详细的讨论,最后对高熵合金吸波材料的未来研究方向作出展望㊂关键词:高熵合金;多主元;制备方法;复合;吸波材料中图分类号:TB34㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1674-3962(2024)03-0244-08引用格式:赵金强,李兰云,张蔚冉,等.高熵合金吸波材料的研究进展[J].中国材料进展,2024,43(3):244-251.ZHAO J Q,LI L Y,ZHAN W R,et al .Research Progress of High-Entropy Alloy Absorbing Materials[J].Materials China,2024,43(3):244-251.Research Progress of High-Entropy AlloyAbsorbing MaterialsZHAO Jinqiang1,2,LI Lanyun 1,ZHANG Weiran 2,ZHAO Guoxian 1(1.Xi a n Shiyou University,Xi a n 710065,China)(2.Xi a n Rare Metal Materials Institute Co.Ltd.,Xi a n 710016,China)Abstract :With the application and development of wave-absorbing materials in military stealth technology,higher require-ments are put forward for their performance.Developing wave-absorbing materials that are thin,light,wide,and strong and with excellent environmental adaptability is a critical research topic.The unique multi-principal elements and high-con-centration composition of high-entropy alloy gives them a natural advantage in terms of being wave-absorbing materials.Its excellent soft magnetic properties,corrosion resistance,oxidation resistance,and other comprehensive properties provide a basis for research into the further development of novel wave-absorbing materials.Optimized absorbing properties of high-en-tropy alloy absorbing materials can be achieved through host element type and concentration regulation,trace element addi-tion,and compounding with other materials.This paper reviews the research progress of high-entropy alloy absorbing materi-als,discusses in detail the factors influencing their absorbing properties from the preparation methods of the materials,and finally gives an outlook on the future research directions of high-entropy alloy absorbing materials.Key words :high-entropy alloys;multi-principal elements;preparation method;compounding;absorbing materials1㊀前㊀言在当前国际形势下,世界各国都在大力发展隐身技术,该技术的发展程度已经成为各国军事实力的象征之一㊂吸波材料作为隐身技术的关键组成部分,一直以来就是各军事强国角逐的军事高科技热点[1-3]㊂早在20世纪初,吸波材料就被用于军事领域以躲避雷达监测㊂吸波材料的吸波特性取决于其阻抗匹配和电磁波衰减特性,它能够促使电磁能转化为热能,或经干涉相消从根本上㊀第3期赵金强等:高熵合金吸波材料的研究进展消除电磁波[4]㊂目前常用反射损耗(reflection loss,RL)和RL<-10dB的有效吸波频宽(f E)这2个参数来表征材料的吸波性能㊂当RL<-10dB时表示90%的电磁波被吸收;当RL<-20dB时表示超过99%的电磁波被吸收[5]㊂随着吸波材料的发展以及应用领域的愈加广泛,吸波材料不但要满足厚度薄㊁质量轻㊁有效吸波频带宽㊁吸波性能强的要求[6-8],而且还要考虑它在高温㊁潮湿㊁酸雨等恶劣环境下使用的稳定性㊂目前吸波材料主要可通过合金化和复合化来提升性能,高熵合金多主元的合金化组成在吸波材料应用领域具有显著的优势㊂高熵合金多组分设计产生的4种核心效应使它具有良好的力学性能㊁耐腐蚀耐磨性㊁抗氧化性和出色的结构稳定性等特点[9-16],同时还表现出优异的电化学特性㊁软磁特性等性能[17,18],成为满足上述条件的高质量吸波材料[19-21]㊂高熵合金独特的合金设计理念和显著的高混合熵效应为新型吸波材料的开发与发展提供了一个全新的方向[22]㊂表1总结了近几年报道的高熵合金吸波材料及其复合吸波材料的吸波性能㊂研究表明,高熵合金吸波材料能在较薄涂层厚度(2mm左右)下实现对电磁波的较强吸收,尤其是高熵合金复合吸波材料表现出宽的有效吸波频带和优异的吸波性能㊂本文从高熵合金吸波材料的制备方法出发,对该材料的性能调控方法做出归纳总结,并在此基础上对其未来发展作出展望㊂表1㊀部分高熵合金吸波材料及其复合吸波材料的厚度(d)㊁频率(f)㊁最小反射损耗(RL min)及有效吸波频宽(f E) Table1㊀Thickness(d),frequency(f),minimum reflection loss(RL min)and effective absorbing bandwidth(f E)of some high-entropy al-loy absorbing materials and their composite absorbing materialsMaterials d/mm f/GHz RL min/dB f E/GHz Ref.FeCoNiCuZn 1.5 1.96-14.69 2.5(9.9~12.4)[23]FeCoNiCuC0.04 1.7215.28-61.1 5.1[24]FeCoNiCuAl27.84-19.17 [25]FeCoNiCu0.5Al2 -40.05 [26]FeCoNiCuTi0.2 2.1610.86-47.8 4.76(5.97~10.73)[27]FeCoNiCrCuAl0.3 1.912.4-40.2 4.48(10.96~15.44)[28] FeCoNiCrCuAl0.3@Air@Ni-NiO 1.316.1-41.44(14~18)[29] FeCoNiCrCuAl0.3@Air@La0.8Ca0.2CoO3 3.7 6.8-46.5 1.28(6.4~7.68)[30] FeCoNiAlCr0.9211.2-29.72 4.28(9.30~13.58)[31]FeCoNiAlCr0.9 2.57.375-47.55 [32]FeCoNiCrAl 1.510.35-35.3 2.7(9.2~11.9)[33]FeCoNiCrAl0.8 2.311.9-41.8 4.7(8.7~13.4)[34]FeCoNiCr 5.813.84-60.96 1.76[35]Fe30Co30Ni30Si5Al5 2.39.60-47.03 [36]2㊀高熵合金吸波材料的制备高熵合金的概念在2004年由学者Yeh等[37]与Cantor 等[38]同时提出㊂高熵合金突破传统合金性能极限的特点,使它在核工业㊁生物医学等领域,尤其在电磁波吸收领域表现出巨大的应用前景㊂高熵合金吸波材料的制备方法如图1所示㊂机械合金化法是制备高熵合金的常用方法之一,同时更是制备高熵合金吸波材料最为广泛且最为基础的方法之一㊂这是一种自上而下的固态非平衡方法,依赖于固态成分元素的相互扩散,通过高能球磨使粉末颗粒在球磨过程中发生反复的塑性变形㊁冷焊㊁断裂和重新焊接,最终制备出均匀的纳米晶材料[39]㊂将机械合金化制备的高熵合金进一步通过蚀刻法处理可以获得多孔结构的高熵合金吸波材料,或者通过热处理工艺降低高熵合金吸波材料的内应力,以提高其吸波性能㊂电弧熔炼法则是利用电能在电极与电极或电极与被熔炼物料之间产生电弧来熔炼金属㊂通过电弧熔炼,使金属产生合金化,元素分布均匀,进一步结合甩带㊁退火热处理以及机械合金化方法来制备颗粒细小㊁分散性更加均匀的高熵合金吸波材料㊂目前高熵合金吸波材料的制备方法还不完善,但随着它们在电磁吸波领域的广泛应用和快速发展,人们对性能优异的高熵合金吸波材料的制备方法会不断地探索和创新,该制备体系也将更加丰富㊂542中国材料进展第43卷图1㊀高熵合金吸波材料的制备方法Fig.1㊀Preparation methods of high-entropy alloy absorbing material 3㊀高熵合金吸波材料的性能优化高熵合金吸波材料的吸波性能具有高度的可调控性,可以通过控制形貌结构㊁调控材料的成分组成㊁改变原料用量以及调整工艺等多种微观调控机制来提高其吸波性能㊂3.1㊀材料的形貌结构现有的吸波材料微观组织结构有球状㊁椭球状㊁片状等,也有蜂窝状㊁纤维状等多种结构㊂不同微观组织形貌和结构所表现出的吸波性能也有所不同,片状形貌的吸波材料因磁导率提高引起反射损耗减小,从而具有良好的电磁吸波性能㊂Zhang等[40]通过机械合金化和熔融铸带球磨法2种方法(图2)分别制备了成分均为FeCoNiSi0.4Al0.4的M-HEA和C-HEA高熵合金粉末,通过SEM㊁XRD等方法和矢量网络分析仪等仪器分析这2种粉末的组织形貌和电磁性能㊂结果表明:M-HEA和C-HEA合金扁平片状粉末均为纳米晶(图3);相比于M-HEA粉末,C-HEA 粉末具有更好的元素分散性㊁更少的缺陷㊁更大的长径比以及更大的复介电常数虚部和复磁导率㊂C-HEA较M-HEA在高频下具有更好的吸波性能,这是因为在不考图2㊀M-HEA和C-HEA合金粉末形成的流程示意图[40] Fig.2㊀Schematic diagram of the process flow of M-HEA and C-HEA alloy powder formation[40]图3㊀M70-HEA(a~c)和C60-HEA(b~f)的TEM照片(a,d)㊁SAED图谱(b,e)和HRTEM照片(c,f)[40]Fig.3㊀TEM images(a,d),SAED patterns(b,e)and HRTEM images(c,f)of M70-HEA(a~c)and C60-HEA(b~f)[40]虑阻抗匹配条件下,较大的复介电常数虚部和复磁导率有利于提高材料的吸波能力㊂片状㊁块状等形状的高熵合金吸波材料表面更光滑致密,电磁波入射会在其表面形成反射,导致阻抗匹配较差,使材料吸波性能减弱㊂Lan等[28]以机械合金化制备的球形高熵合金为模板,采用硝酸/硝酸铜溶液蚀刻高熵合金模板,成功制备出多孔中空结构的FeCoNiCrCu-Al0.3电磁吸波材料㊂研究表明:多孔结构使该高熵合金的比表面积增大,其不均匀的表面更加有利于电磁波的吸收(图4a);当厚度为1.9mm时,该电磁吸波材料在12.4GHz处具有最小反射损耗,为-40.2dB,低于-10dB的最大有效吸波频带宽度为4.48GHz(图4b)㊂这种设计思路对开发新型吸波材料具有重要的参考价值㊂图4㊀FeCoNiCrCuAl0.3的多孔中空结构示意图(a)和反射损耗图(b)[28]Fig.4㊀The porous hollow structure schematic diagram(a)and reflection loss diagram(b)of FeCoNiCrCuAl0.3[28]642㊀第3期赵金强等:高熵合金吸波材料的研究进展3.2㊀材料的组分和配比在高熵合金吸波材料中调控材料的元素组成,可以改善其电磁参数,进而影响电磁吸波性能㊂比如Fe,Cu,Ni 等金属元素可以使合金具有更好的磁损特性,但也会导致阻抗不匹配,使材料的电磁损耗能力不佳,因此需要在合金中添加别的元素使材料以提升吸波性能㊂同时高熵合金吸波材料中成分元素的含量对其电磁吸波性能也有影响㊂Liu 等[41]通过机械合金化方法制备FeCoNiCr 0.4Cu x 高熵合金㊂Cu 元素的加入使得合金晶格畸变和内应力增大,从而使FeCoNiCr 0.4Cu x 高熵合金颗粒具有更大的长径比,并获得双相纳米晶和非晶结构㊂随着Cu 元素含量的增大,当x =0.2时,FeCoNiCr 0.4Cu 0.2合金在484MHz 时的最小反射损耗为-33.6dB(图5a)㊂通过调整样品厚度,其有效吸收带宽(反射损耗<-10dB)几乎可以覆盖整个MHz 频率范围㊂该研究利用高熵合金的鸡尾酒效应 ,通过添加适当的Cu 元素,提高了合金在MHz 频率范围内电磁波的吸收性能㊂Duan 等[32]也采用机械合金化法制备了片状FeCoNiAlCr x 高熵合金㊂他们通过添加Cr 元素使粉体形貌更加扁平,表面极化增大,进而引起了合金电磁参数的变化㊂当x =0.9时,FeCoNiAlCr 0.9合金在8.23GHz 时的最小反射损耗为-26.88dB㊂随着Cr 元素比例的增大,合金反射损耗增强,并逐渐向低频区移动(图5b)㊂图5㊀室温下FeCoNiCr 0.4Cu x (15mm)的反射损耗和有效吸收频宽图(x =0,0.1,0.2,0.3,0.4)(a)[41],FeCoNiAlCr x (2.5mm)的反射损耗图(b)[32]Fig.5㊀Reflection loss and effective absorption bandwidth diagram of FeCoNiCr 0.4Cu x (15mm)at room temperature (x =0,0.1,0.2,0.3,0.4)(a)[41],reflection loss diagram of FeCoNiAlCr x (2.5mm)(b)[32]3.3㊀热处理工艺和工艺参数的改变优化热处理工艺是提高高熵合金吸波材料吸波性能的有效方法之一㊂在退火条件下,高熵合金粉体的内应力下降,晶粒尺寸和结晶度增加,有利于磁化饱和强度的提高及吸波性能的改善㊂Duan 等[26]研究了在不同退火温度下FeCoNiCu 0.5Al合金的电磁吸波性能㊂随着退火温度的升高,合金中fcc 相增多而bcc 相减少,直至在500ħ退火温度下形成了单一的fcc 相㊂退火后的合金内应力减小且粒度分布均匀,产生的新相CoFe 2O 4促使材料磁饱和强度增大,电磁吸波性能增强,反射损耗减小㊂在500ħ退火温度下,厚度为2mm 时,该合金最小反射损耗为-40.05dB(图6a)㊂经过退火热处理工艺后合金的反射损耗减小,吸波性能增强㊂同时Duan 等还研究了退火热处理工艺对FeCoNiAlCr 0.9合金[32]和FeCoNiCuAl 合金[25]吸波性能的影响㊂研究发现:经过退火,FeCoNi-AlCr 0.9合金的最小反射损耗从-26.88dB(8.23GHz)减小至-47.55dB(7.375GHz),吸波性能提高(图5b 和图6b);从图7中可以明显地看出退火后球磨70h 的FeCoNiCuAl 合金在高频区的反射损耗较未经过退火处理有所增加,吸波性能也有增加㊂由此可见,退火热处理工艺对高熵合金吸波材料电磁吸波性能的提高有积极作用㊂在机械合金化制备高熵合金吸波材料的过程中,球磨转速㊁球磨时间㊁过程控制剂(process control agent,PCA)的种类或含量等工艺参数的不同会导致材料吸波性能产生变化㊂Duan 等[31]研究了PCA(无水乙醇)的含量对FeCoNiAlCr 0.9合金电磁吸波性能的影响㊂研究发现,PCA 的加入削弱了冷焊的程度,从而促进了更大长径比颗粒粉末的形成㊂随着PCA 含量的提高,高熵合金粉末的结晶度有所提高,晶格畸变减少,合金粉末与磨球之间的直接作用减弱,内应力减小的同时矫顽力也有所减小,磁化饱和强度增加,反射损耗提高且有效吸收频带宽度拓宽,使得合金电磁吸波性能得到加强㊂加入50mL 无水乙醇PCA 制备的FeCoNiAlCr 0.9合金具有最佳吸波性能㊂如图8所示,当厚度为2mm 时,FeCoNiAl-Cr 0.9在11.2GHz 的最小反射损耗达到-29.72dB,有效吸波频带宽度(RL <-10dB)为4.28GHz㊂742中国材料进展第43卷图6㊀不同退火温度下FeCoNiCu 0.5Al(2mm)的反射损耗-频率曲线(a)[26],退火后FeCoNiAlCr x (2.5mm)的反射损耗图(b)[32]Fig.6㊀Reflection loss-frequency curves of FeCoNiCu 0.5Al (2mm)at different annealing temperatures (a)[26];reflection loss diagram of FeCoNi-AlCr x (2.5mm)after annealing (b)[32]图7㊀球磨70h(a)和退火热处理(b)后FeCoNiCuAl(2mm)的反射损耗-频率曲线[25]Fig.7㊀Reflection loss-frequency curves of FeCoNiCuAl (2mm)after ball milling (a)and annealing heat treatment (b)[25]图8㊀FeCoNiAlCr 0.9(2mm)在不同过程控制剂含量下的反射损耗图[31]Fig.8㊀Reflection loss diagram of FeCoNiAlCr 0.9(2mm)under differ-ent process control agent contents [31]3.4㊀材料的多元复合目前,单一的高熵合金吸波材料很难实现与自由空间良好的阻抗匹配㊂为进一步提高材料的吸波性能,高熵合金吸波材料与其他材料的多元复合成为研究热点㊂高熵合金光滑致密的金属表面导致阻抗失配,不利于电磁波的吸收,而通过构筑多元复合材料可以增大表面极化,实现良好的阻抗匹配,从而提高材料的吸波性能㊂Chen 等[30]通过水热法和煅烧法成功制备出多孔高熵合金复合材料FeCoNiCrCuAl 0.3@Air@La 0.8Ca 0.2CoO 3㊂研究表明,以FeCoNiCrCuAl 0.3高熵合金为核心的复合材料在350和450ħ煅烧温度的中/低频率下均表现出强的磁损耗能力㊂随着煅烧温度的升高,该高熵合金最小反射损耗也有较大的变化,在350ħ时最小反射损耗为-38.2dB,在450ħ时最小反射损耗达到了-46.5dB(厚度为3.7mm,频率为6.8GHz,图9)㊂值得注意的是在350842㊀第3期赵金强等:高熵合金吸波材料的研究进展图9㊀FeCoNiCrCuAl 0.3@Air@La 0.8Ca 0.2CoO 3在450ħ煅烧后的反射损耗图[30]:(a)在不同厚度下,(b)3D 图,(c)2D 图Fig.9㊀Reflection loss diagram of FeCoNiCrCuAl 0.3@Air@La 0.8Ca 0.2CoO 3after calcination at 450ħ[30]:(a)at different thicknesses,(b)3Dplot,(c)2D plot到650ħ温度煅烧后,99%的电磁波能量被吸收转化为其他形式的能量㊂Wu 等[29]采用同样方法制备的核壳微球FeCoNiCrCuAl 0.3@Air@Ni-NiO 复合材料在超薄的匹配厚度下具有很强的电磁波吸收能力㊂研究发现,复合材料的纳米外壳改善了材料的阻抗匹配,使得入射电磁波更容易进入材料内部;其次该高熵合金的磁损耗和Ni-NiO 产生的介电损耗可以通过协同作用引起电磁波能量衰减来提高材料的吸波性能㊂如图10所示在厚度1.3mm 和频率16.1GHz 下,该复合材料的最小反射损耗为-41.4dB,有效吸波频宽达到4GHz㊂由此可见,高熵合金多元复合材料在吸波领域表现出巨大的应用潜力㊂目前,在高熵合金吸波材料中磁损耗起主导作用,与炭黑㊁石墨烯等介电损耗型材料的复合能有效提高其吸波性能,如FeCoNiCuC 0.04㊂高熵合金复合吸波材料的反射损耗可与碳基复合吸波材料相媲美,且相较于传统的碳基㊁铁氧体基等吸波材料,具有显著的优势[24,28-30,32,34,36,42-54],如图11所示㊂图10㊀FeCoNiCrCuAl 0.3@Air@Ni-NiO 的反射损耗图[29]:(a)在不同厚度下,(b)3D 图,(c)2D 图Fig.10㊀Reflection loss diagram of FeCoNiCrCuAl 0.3@Air@Ni-NiO [29]:(a)at different thicknesses,(b)3D plot,(c)2Dplot图11㊀高熵合金吸波材料及其复合吸波材料与其他微波吸收材料的最小反射损耗对比图[23,27-29,31,33,35,41-53]Fig.11㊀Comparison of the minimum reflection loss of high-entropy alloy absorbing materials with their composite absorbing materials and other micro-wave absorbing materials [23,27-29,31,33,35,41-53]942中国材料进展第43卷4㊀结㊀语因应用环境的复杂性和时代发展的需求,吸波材料的性能也应更加全面化㊂高熵合金吸波材料因具有优异的力学性能和突出的功能特性而在隐身技术领域具有广阔的应用前景㊂高熵合金作为吸波材料在隐身技术领域的研究发展主要集中在以下几个方面:(1)高熵合金吸波材料的制备工艺具有高度可控性,对高熵合金吸波材料的工艺参数和制备工艺进行设计优化,从而优化阻抗匹配,以获得更大的反射损耗和有效的吸收频宽,进而提高材料的吸波性能㊂(2)由于高熵合金自身的定义,其成分设计具有独特的灵活性㊂因此可以通过调节高熵合金的元素成分和配比来调控材料的晶体形貌和结构,改善合金的阻抗匹配和电磁波衰减特性,从而发现更多吸波性能优异的合金成分㊂(3)高熵合金的复合化是提升材料吸波性能的有效手段㊂高熵合金的复合化是通过磁损耗与介电损耗的协同效应,可达到优化电磁参数,实现高效吸收㊁宽频带㊁高耐久性和稳定性等目的,使高熵合金及其复合材料具有更加广阔的应用前景㊂参考文献㊀References[1]㊀KALLUMOTTALLAL M,HUSSEIN M I,IQBAL M Z.Frontiers inMaterials[J],2021,8:633079.[2]㊀BAE G S,KIM C Y.Microwave&Optical Technology Letters[J],2014,56(8):1907-1910.[3]㊀MENG F B,WANG H G,HUANG F,et posites Part B[J],2018,137:260-277.[4]㊀BISWAS S,ARIEF I,PANJA S S,et al.ACS Applied Materials&Interfaces[J],2017,9(3):3030-3039.[5]㊀ADEBAYO L L,SOLEIMANI H,YAHYA N,et al.Ceramics Interna-tional[J],2020,46(2):1249-1268.[6]㊀LIU P B,GAO S,WANG Y,et al.Chemical Engineering Journal[J],2020,381:122653.[7]㊀SONG Q,YE F,KONG L,et 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新型纳米吸波材料研究现状与进展

新型纳米吸波材料研究现状与进展前言：随着现代无线电技术和雷达探测技术的迅猛发展，飞行器探测系统的搜索和跟踪目标能力获得了很大提高，传统作战武器系统受到的威胁越来越严重，隐身技术作为提高武器系统生存、突防及纵深打击能力的有效手段，已经成为各军事强国角逐军事高新技术的热点之一[1，2]。

吸波材料是实现武器装备隐身的重要手段，其开发和应用是隐身技术发展的重要内容。

近年来，国内外诸多学者在研究并改进传统的吸波材料的同时，对新型吸波材料进行了一些有益的探索，吸波材料的超细化成为目前国内外研究重点之一。

纳米材料是指材料的组份特征在纳米量级（1nm～100nm）的材料，纳米晶粒和由此产生的高浓度晶界是它的两个重要特征[3]。

纳米材料的独特结构使其具有量子尺寸效应、表面与界面效应、体积效应以及宏观量子隧道效应等，在光、电、磁等物理性质方面发生质变，不仅磁损耗增大，且兼具吸波、透波、偏振等多种功能。

因此，纳米吸波材料在具有良好吸波性能的同时，兼备了宽频带、兼容性好、质量轻、厚度薄等特点，是一种极具发展前途的隐身材料，美、俄、法、德、日等国都把纳米材料作为新一代吸波材料加以研究和探索[4]。

美国研制的一种“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波的吸收率大于99%，该方面的研究正向覆盖厘米波、毫米波、红外、可见光频段的纳米复合材料扩展[5]。

法国研制的一种宽频吸波涂层由粘结剂和纳米级微屑填充材料构成，纳米级微屑由超薄无定型磁性薄层（厚3nm）及绝缘层（厚5nm）堆叠而成，绝缘层可以是碳或无机材料。

这种多层薄膜叠合的夹层结构材料具有很好的微波磁导率，在0.1～10GHz 宽频带内磁导率的实部和虚部均大于6；与粘结剂复合成的吸波涂层在50MHz～50GHz 频率范围表现出良好的吸波性能[6]。

1 纳米材料的吸波机理纳米吸波材料对电磁波，特别是高频电磁波具有优良的吸波性能，但其吸波机理相当复杂，国内外尚没有统一的观点，通常都是从普通纳米材料本身的性质出发，提出若干可能的吸波机理。