结构型雷达吸波材料的性能特点及其应用进展
雷达吸波材料的现状和发展趋势
雷达吸波材料的现状和发展趋势标题：雷达吸波材料的现状和发展趋势引言：雷达吸波材料是一种关键的技术，用于减少或消除雷达波反射，提高雷达的性能。
在现代军事、航空、航天、通信等领域，雷达吸波技术的应用日益广泛。
本文将探讨雷达吸波材料的现状和未来的发展趋势。
一、雷达吸波材料的现状1. 传统雷达吸波材料传统的雷达吸波材料主要包括各种金属纤维复合材料和碳基材料。
这些材料通过在材料表面构造小尺寸的吸波突起或导电颗粒，使电磁波在材料内部多次反射和散射，从而增加材料内部的电磁波吸收。
尽管传统雷达吸波材料在一定范围内有一定的吸波性能，但其性能受制于材料的结构和成分，难以在各种频率和入射角度下获得稳定的吸波效果。
2. 新型雷达吸波材料随着科技的不断进步，新型雷达吸波材料的研究和发展已经取得了一些重要突破。
其中之一是金属氧化物纳米材料的应用。
这些纳米材料具有较大的比表面积和较好的电磁波吸收性能，能够在更大范围的频率下实现高效的吸波效果。
此外，纳米材料可以通过调整其成分和结构来改善吸波特性，进一步提高雷达吸波材料的性能。
3. 智能雷达吸波材料智能雷达吸波材料是近年来的研究热点之一。
这些材料通过结合传感器、反馈控制和自适应调节等技术，能够实时感知和响应外部的电磁信号，从而调整材料的吸波特性。
智能雷达吸波材料的出现，使得雷达系统能够自动适应不同的工作环境和任务需求，提高了雷达系统的感知能力和抗干扰性能。
二、雷达吸波材料的发展趋势1. 多功能化随着雷达技术的不断发展，对雷达吸波材料的要求也变得更加复杂和多样化。
未来的雷达吸波材料将不仅仅是单纯吸波的材料，还将具备其他功能，如辐射冷却、热管理、电磁屏蔽等。
这种多功能化的雷达吸波材料能够满足更加复杂和高级的雷达系统需求，提高雷达的性能和可靠性。
2. 可伸缩性传统的雷达吸波材料是固定形状和结构的，难以适应不同形状和尺寸的雷达天线系统。
未来的雷达吸波材料将具备可伸缩性，能够根据不同的工作需求和场景要求进行形状和结构的自适应调节。
雷达吸波材料技术应用
雷达吸波材料
1. ZXB难燃型吸波材料
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。 吸波材料可分为传统型和新型吸波材料两种，新型吸波材料包括： 纳米材料、多晶铁纤维、手性材料、导电高聚物吸波材料、等离子 体吸波材料和可见光、红外及雷达兼容吸波材料等。本文主要介绍 雷达吸波材料，雷达吸波材料主要由吸收剂与粘结剂体系组成，是 一种功能性涂料，能够吸收、衰减入射的电磁波，具有将电磁能转 换成热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的功能。
ZXB难燃型吸波材料
发散拐角
收敛拐角
雷达吸波材料
2.聚氨酯类吸波材料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
雷达吸波材料
3.其他吸波材料
胶片类吸波材料
橡胶劈尖类吸波材料
蜂窝类吸波材料
吸收波导负载 硬泡沫类吸波材料
上海墨石电子科技
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雷达吸波材料研究进展综述
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摘要本文简要介绍雷达吸波材料的研究背景，阐述吸波材料的原理和分类；大篇幅综述了多种吸波材料的性能、研究进展，包括电损耗型吸波材料、磁损耗型吸波材料和新型吸波材料；最后得出结论和展望，目前的吸波材料还不能完全满足隐身技术的要求：“轻、薄、宽、强”；高温陶瓷和铁氧体类等传统吸波材料仍然是无法取代的一代材料，新型吸波材料是今后研究的重点；未来除了加强单一材料的性能研究之外，还需要考虑吸波材料的多频段化、低维化、复合化，以及注意吸波材料的结构理论设计研究和对吸波机理的探索。
关键词：隐身技术，吸波材料，雷达，综述目录第一章隐身技术概况 (1)1.1 前言 (1)1.2 雷达探测原理 (5)1.3 雷达隐身技术 (7)第二章吸波材料原理及设计 (9)2.1 雷达波的衰减和阻抗匹配 (9)2.2 吸波材料的设计要求 (11)2.3 吸波材料工程参数及性能分析 (12)第三章雷达吸波材料研究进展 (13)3.1 雷达吸波材料分类 (13)3.2 电损耗型吸波材料 (15)3.2.1 陶瓷吸波材料 (15)3.2.2 导电高分子聚合物 (17)3.2.3 导电席夫碱类吸收剂 (18)3.2.4 有机金属络合物 (19)3.2.5 炭系吸波材料 (20)3.2.6 非磁性的金属系涂料 (24)3.3 磁损耗型吸波材料 (25)3.3.1 铁氧体吸收剂 (25)3.3.2 磁性金属微粉 (27)3.3.3 磁性纤维吸收剂 (29)3.3.4 纳米磁性吸收剂 (30)3.4新型吸波材料 (33)3.4.1 智能隐身材料与结构系统 (33)3.3.2 手性材料 (33)3.4.3 纳米吸波材料 (34)3.4.4 多频谱吸波材料 (35)3.4.5 电路模拟吸波材料 (36)3.4.6 空心微球吸波材料 (36)3.4.7 等离子体吸波材料 (37)3.4.8 其他新型吸波材料 (38)第四章总结和展望 (39)4.1 研究进展总结 (39)4.2 展望和趋势 (41)参考文献 (43)致谢 (46)第一章隐身技术概况1.1前言[1,2]隐身技术始于第二次世界大战，在各大军事强国的军事竞争中得到极大的发展，对于提高现代兵器的突防能力与生存能力发挥着重要的作用，尤其是纵深打击的有效手段，已经成为集陆、海、空、天、电磁五位一体的立体化现代化战争中最重要、最有效的突防战术技术手段。
雷达吸波材料
雷达吸波结构复合材料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、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。
电磁辐射通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接和间接的伤害。
研究证实，铁氧体吸波材料性能最佳，它具有吸收频段高、吸收率高、匹配厚度薄等特点。
将这种材料应用于电子设备中可吸收泄露的电磁辐射，能达到消除电磁干扰的目的。
根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律，利用高磁导率铁氧体引导电磁波，通过共振，大量吸收电磁波的辐射能量，再通过耦合把电磁波的能量转变成热能。
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。
雷达吸波结构复合材料主要指纤维增强吸波复合材料和夹层结构吸波复合材料。
纤维增强吸波复合材料一般由玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等增强，树脂基体中填充吸收剂或直接由本身吸收雷达波性能好的纤维与树脂构成。
夹层结构吸波复合材料是用透波性能好、强度高的复合材料做成面板，其夹芯制成蜂窝、波纹或角锥结构，在夹芯壁上涂覆吸波涂层或在夹芯中填充轻质泡沫型吸收材料，构成夹层结构吸波材料。
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。
雷达吸波材料的研究现状及其进展
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ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｂｓｏｒｂ ｒａｄａｒ
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２．５其他雷达吸波材料的研究现状
采用导电聚合物与高磁感软磁金属复合制备的导电聚苯 胺／羰基铁粉／聚脲复合涂层，在２～１２ＧＨｚ范围内的吸波效果
的吸收作用［１１￣”］。直线形碳纳米管与石蜡复合体的实部是螺 旋形碳纤维与石蜡复合体的２～３倍，前者的虚部也大于后者的 虚部，前者对微波的损耗正切比线圈状螺旋形手征碳纤维小。
时，碳纤维是雷达波的反射材料，当电场方向与纤维排布方向 垂直时，碳纤维是雷达波的吸收材料，垂直排布方式优子平行、
正交排布方式，碳纤维间距与纤维规格也不同程度地影响着材
料的吸波性能。用热压法可制备碳纤维、碳化硅纤维和粘胶基
身蒙皮。Ｅｔ本研制出一种由碳纤维与环氧树脂复合成的层压平 板复合材料，在８～１２ＧＨｚ范围内，反射衰减大于１５ｒｉｂ，在
雷达吸波复合材料的发展现状分析和制备方法
隐身复合材料的发展现状分析和制备方法摘要：本文介绍了隐身复合材料的产生背景、发展现状和应用前景。
分析了雷达隐身复合材料发展的必然性及其在隐身技术中的重要地位，较详细介绍了材料的隐身原理，以及当前涂敷型结构型隐身复合材料的组成、结构和特性。
通过材料体系配方设计、结构设计.探讨了不同吸收剂、不同结构形式对材料样板性能的影响.最终优化结果表明，特定浓度的某种吸收剂通过一定方式加入材料体系内部后.所成型的复合材料样板吸波性能良好，其力学性能满足通用工程材料的使用要求。
说明了发展隐身复合材料的重要意义。
关键词:隐身；复合材料；雷达吸波材料；吸收剂0 前言当今的战争是技术的战争，是电子的战争，像以前那样短兵相接、拼刺刀的时代应经过去了。
基于复合材料优良的综合性能，在现代隐身武器中隐身复合材料得到了广泛的应用，并使隐身武器的性能大大提高。
在实战中，雷达以及红外探测器应用比例最大。
雷达、红外探测器住海、陆、空战都有应用，声纳及磁异常探测器主要用于海战。
因此隐身技术的最主要研究对象是针对雷达波及红外辐射的隐身技术，而雷达隐身材料是最早采用的隐身技术。
它能够使入射的雷达波发生衰减，吸收并转变成其他能量形式的材料，即雷达波吸收材料（RAM：radar absorbing materials）[1]。
隐身复合材料与先期发展的雷达吸波涂层相比，除了其具有吸波与承载双重功能外，还有其他明显特点。
例如，不增加飞行器额外重量，有利于拓宽吸波频带等，因而它有逐步取代吸波涂层的趋势。
吸波复合材料正经历由玻璃纤维增强到碳纤维及其混杂纤维增强、由热固性树脂到热塑性树脂、由次承力件到主承力件的发展过程。
随着先进复合材料在飞行器上应用的扩大，采用隐身复合材料已成为新一代军用飞行器材料革命的重要方向。
例如，在F--117、, B-2、F-22隐身飞机上复合材料用量分别为10%、>50%, >70%。
可以说，隐身复合材料的发展在很大程度上影响着雷达吸波材料乃至整个隐身技术的未来[2]。
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。
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。
结构型吸波复合材料制备与吸波性能研究
结构型吸波复合材料制备与吸波性能研究结构型吸波复合材料是兼顾吸波性能和力学性能的雷达波隐身材料，具有可设计性强、吸波频带宽、承载与吸波有机结合、增重小、可避免表面涂层脱落等优点，是当前最受瞩目的研究领域之一。
本文较系统地研究了结构型吸波复合材料层合板的设计、层合板制备技术、吸波剂制备技术与表征、玻璃纤维表面磁改性、环氧树脂磁改性、吸波剂/环氧树脂复合树脂电磁特性、S玻璃纤维/环氧树脂复合材料吸波性能和力学性能、复合材料吸波性能优化技术等内容，取得了很多有应用价值的研究成果。
（1）在复合材料吸波性能设计方面，针对两种典型类型的结构型吸波复合材料的吸波性能和力学性能进行了设计。
针对单层铺层的吸波性能设计难题，提出了等效网格法设计思想，将整体铺层抽象成一个由片状“环氧树脂粉体”均匀分布的复合材料，计算出铺层的等效电磁参数。
（2）在吸波剂研制方面，采用“退火脆化+高能球磨”工艺制备了400目FeCuNbSiB非晶粉体，在非晶粉体基础上，通过晶化退火处理，得到软磁性能优异的FeCuNbSiB纳米晶粉体，粉体晶粒尺寸15nm左右，粉体呈现片状，粉体采用SiO2包覆；采用液相还原法制备了球形超细Ni粉体，单个粉体粒径60<sup>1</sup>00nm，团聚体粒径约250<sup>3</sup>00nm；采用碳还原法制备了氧化锌晶须；采用“化学共沉+高温助熔”工艺分别制备出六角晶系Ba（Zn0.75Co0.25）2Fe16O27铁氧体粉体和Ba（Zn0.25Co0.75）2Fe16O27铁氧体粉体，粉体经过400目筛分后得到粒径小于38μm的铁氧体粉体。
比较分析了FeCuNbSiB纳米晶粉体、超细Ni粉体、FeSiAl粉体、六角晶系Ba（Zn0.75Co0.25）2Fe16O27铁氧体粉体和Ba（Zn0.25Co0.75）2Fe16O27铁氧体粉体吸波剂的电磁参数，每种吸波剂均具有特点。
吸波材料简介、应用,及未来发展趋势
吸波材料简介、应⽤,及未来发展趋势吸波材料简介、应⽤，及未来发展趋势⼀、吸波材料简介:吸波材料是近年来发展的⼀种新型的复合型聚合物合成材料，⽤于电⼦元器件上屏蔽和防⽌电磁⼲扰的磁性吸波材料.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。
电磁辐射通过热效应、⾮热效应、累积效应对⼈体造成直接和间接的伤害。
研究证实，铁氧体吸波材料性能最佳，它具有吸收频段⾼、吸收率⾼、匹配厚度薄等特点。
将这种材料应⽤于电⼦设备中可吸收泄露的电磁辐射，能达到消除电磁⼲扰的⽬的。
根据电磁波在介质中从低磁导向⾼磁导⽅向传播的规律，利⽤⾼磁导率铁氧体引导电磁波，通过共振，⼤量吸收电磁波的辐射能量，再通过耦合把电磁波的能量转变成热能。
其中铁氧体的磁损耗特性在300MHz以下可有效吸引电波，⽽导电性发泡聚苯⼄烯材料在300MHz 以上的作⽤更为明显。
⼆、吸波材料的应⽤范围:早在第⼆次世界⼤战期间，美、英、德等国出于各⾃的军事⽬的，针对雷达电⼦侦察和反侦察，开始对电磁波吸收材料进⾏了⼤量探索性⼯作。
美国于20世纪60年代开始把吸波材料应⽤于空军的F-14、F-15、F-18战⽃机和F-117隐形飞机上。
80年代以来，世界各国投巨资加⼤对吸波材料研究的⼒度。
随着电信业务的迅速发展，吸波材料也被应⽤到通信、环保及⼈体防护等诸多领域。
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。
城市内⾼楼林⽴，⾼⼤的建筑反射电磁波会造成重影。
将吸波材料应⽤于建筑材料中，可使这个问题迎刃⽽解。
⽽吸波材料制作的微波暗室可⼴泛地应⽤于雷达、通信和航空航天领域。
此外，吸波材料在改善机载、航载雷达设备的兼容性，提⾼整机性能等⽅⾯也有着⼴阔的应⽤空间。
在各种雷达⽬标的表⾯，涂覆吸波材料⽤以减少武器系统的有效反射截⾯，从⽽使这些武器易于突破敌⽅雷达的防区，这是反雷达侦察的⼀种有⼒⼿段，也是减少武器系统遭受红外制导导弹和激光武器攻击的⼀种⽅法。
雷达吸波材料研究进展
科技论坛雷达吸波材料研究进展伊翠云（哈尔滨玻璃钢研究院，黑龙江哈尔滨１５００３６）人类对吸波材料的研究始于二战期间，西方国家为实现军事领先，投入巨资研究吸波材料，其目的是最大限度地减少或消除雷达、红外等对目标的探测特征，也就是所谓的隐身技术。
吸波材料的发展和应用是隐身技术发展的关键因素之一，其研究日趋火热。
１吸波机理及吸波途径的研究电磁波与介质相互作用的重要参数为介电常数ε和磁导率μ。
在一般情况下，介电常数ε和磁导率μ具有复数性质：式中和分别为吸波材料在电场或磁场作用下产生的极化和磁化强度的变量。
损耗因子为：ｔａｎδ可由下式表示：可见：随和的增大而增大。
设计吸波材料除了要尽可能提高损耗外，还要考虑另一关键因素即波阻抗匹配问题，使介质表面对电磁波的反射系数为０，电磁波入射到介质表面能最大限度地透入介质进而被吸收。
由电磁理论可知，垂直入射介质时：其中Ｅ为电场强度；Ｈ为磁场强度。
当Ｚ２＝Ｚ１时，称波阻抗匹配，γ＝０，接近于全吸收。
２吸波材料国内外研究进展目前国内外研究与应用较多的吸波材料有以下几种。
２．１铁氧体吸波材料铁氧体吸波材料是研究比较多也比较成熟的吸波材料。
由于其具有吸收强，频带较宽，成本低，在高频下有较高的磁导率，电阻比较大，电磁波易进人并快速衰减，被广泛地应用在雷达吸波材料领域中。
除１９８１年日本杉本光男制得非晶结构的铁氧体外，铁氧体按晶体结构分类，主要有六角晶系磁铅石型、立方晶系尖晶石型和石榴石型３大类型。
目前用于电磁波吸收剂的铁氧体主要是尖晶石型和磁铅石型铁氧体２种类型。
铁氧体对电磁波的吸收包括介电性和磁性两方面的原理，一般认为工作在微波频段的铁氧体吸收剂产生损耗的机制主要是剩余损耗中的自然共振。
铁氧体微波吸收剂的纳米化是很有前途的新兴隐身材料研究领域。
国内外均对此进行了一定的研究，并取得了一定的研究成果［１－３］。
２．２碳纤维吸波材料碳纤维是由有机纤维或低分子烃气体原料加热所形成的纤维状碳材料，是不完全的石墨结晶沿纤维轴向排列的物质，其碳含量在９０％以上。
结构型吸波材料
结构型吸波材料1 简介结构型吸波材料是一种新型的吸波材料，它相对于传统的吸波材料具有结构性和可重复使用等优势。
目前，结构型吸波材料在航空航天、汽车、电子通信、建筑等领域得到了广泛的应用。
本文将从结构型吸波材料的定义、特点、应用领域等方面进行探讨，以期能更好地了解和应用这一新型吸波材料。
2 定义结构型吸波材料是一种具有结构性的吸波材料。
相对于传统的吸波材料，结构型吸波材料具有一定的厚度和空间结构。
它通常由基材、填充物和反射膜三部分组成。
基材：通常是一种较为坚硬且具有机械强度的材料，如金属、陶瓷等。
填充物：通常是一种具有良好吸波性能的材料，如石墨、聚苯乙烯等。
反射膜：通常是一种金属膜，用来反射未被吸收的电磁波。
3 特点结构型吸波材料相对于传统的吸波材料具有以下几个特点：3.1 结构性结构型吸波材料具有一定的厚度和空间结构，能够在一定程度上反射、散射和吸收电磁波。
这种结构性能够减小电磁波的穿透、反射和绕射，从而提高吸波效果。
3.2 高吸波性能结构型吸波材料通常由一种具有良好吸波性能的材料作为填充物，能够有效地吸收电磁波。
3.3 可重复使用相对于传统吸波材料，结构型吸波材料具有一定的机械强度，能够经受住多次使用和摩擦，并且其吸波性能不会随着使用次数的增加而降低。
4 应用领域4.1 航空航天在航空航天中，电磁波的穿透和反射会对航空器和卫星造成干扰和损害。
结构型吸波材料能够在航空器表面形成一层保护层，减小电磁波的穿透和反射。
4.2 汽车在汽车中，电磁波的干扰会影响到汽车的电子设备，例如车身电子系统、发动机控制系统等。
使用结构型吸波材料能够有效减小电磁波的干扰，提高汽车的安全性和稳定性。
4.3 电子通信在电子通信中，电磁波的穿透和反射会影响通信质量和安全性。
使用结构型吸波材料能够减小电磁波的干扰，提高通信的质量和安全性。
4.4 建筑在建筑中，电磁波的穿透和反射会对建筑内的设备和人员造成干扰和伤害。
使用结构型吸波材料能够形成一层保护层，减小电磁波的穿透和反射，提高建筑的安全性和舒适性。
雷达吸波材料研究进展
工艺与材料本文2006209220收到,作者分别系第二炮兵工程学院博士研究生、教授、教授雷达吸波材料研究进展周友杰 刘祥萱 张有智摘 要 在讨论吸波材料工作原理的基础上,综述了目前国际上吸波涂层材料的进展状况,介绍了吸波材料的种类、性能特点、合成方法,并指出了吸波材料研究中的问题及未来的方向。
关键词 吸波材料 吸收剂 合成 隐身技术引 言为了提高国防体系中地面军事目标的生存力与导弹等武器系统的突防和纵深打击能力,发展和应用雷达隐身技术已经成为国防体系发展的重要方向[1]。
隐身技术是指降低目标的信号特征,使目标在一定范围内难以被探测器发现,从而提高目标生存能力的技术。
它的最终发展目标在于使武器系统在较宽的频段、多方位以及多功能上实现隐身。
隐身技术发展的关键在于材料技术的发展,为适应未来战争的需要,目前世界各发达国家都在积极致力于开发新型高效吸波材料并对吸波机理进行了深入的研究。
1 吸波材料工作原理吸波材料是指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使电磁波能量转化为热能或其它形式的能量的一类材料。
材料吸收电磁波的基本条件是[2]:1)电磁波入射到材料上时,它能最大限度地进入材料内部,即要求材料具有匹配特性;2)进入材料内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉,即衰减特性。
实现第一个条件的方法之一是采用特殊的边界条件,如在高电导、高磁导吸波材料的表面涂敷电导、磁导接近空气电导、磁导的介质,使电磁波最大限度地入射;而实现第二个条件则要求材料具有高的电磁损耗性[3,4]。
吸波材料的电磁特性,即吸收电磁波的能力,与介电常数E 与磁导率L 相关,二者可写成如下复数形式:E =E c-j E dL =L c-j Ld(1)式中E c与L c为介电常数与磁导率的实部,E d与L d为介电常数与磁导率的虚部,材料对电磁波的吸收取决于E d与L d,当E d与L d均为零时,材料不损耗电磁波。
这种损耗特性还常用损耗角来表示:tan D e =EdEctan D m =L dL c (2)式中D e 与D m 分别为电损耗角与磁损耗角。
结构型吸波复合材料的研究进展
结构型吸波复合材料的研究进展李俊燕;陈平【摘要】结构型吸波复合材料具有吸波性能好、质量轻、可承载等优点,已成为当代吸波材料的主要发展方向,对隐身材料的设计和制造有着重要意义。
本文从纤维增强体的截面形状和制备工艺、纤维的铺排结构和夹层复合结构、吸波剂改性等影响吸波复合材料吸波性能的主要因素出发,系统地总结了结构型吸波复合材料的最新研究热点和成果,并指出吸波复合材料的未来发展方向。
%Due to the good absorbing capability, light weight, high strength and high module, structural radar absorbing composites have become the main developing direction of structural absorbing materials, which has great importance to the design and manufacture of stealth materials. In this paper, the newest topic and fruits of research on the structural absorbing composites are summarized, including cross - section shape and preparation process of fiber reinforcement,laminated method and sandwich structure of fiber, absorber modifier, and so on. Finally, the directions of research in the future are pointed out.【期刊名称】《纤维复合材料》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】4页(P11-14)【关键词】吸波复合材料;结构吸波材料;吸波性能;纤维增强体;吸波剂;隐身材料【作者】李俊燕;陈平【作者单位】渭南师范学院化学与生命科学学院,陕西渭南714000;大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室,辽宁大连116024 沈阳航空航天大学先进聚合物基复合材料制备技术辽宁省重点实验室,沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】TB34吸波材料在民用方面，可以用于降低、阻止电器设备之间的电磁干扰以及减少电磁波污染，保护生态环境健康;在军用方面，主要用作隐身材料，提高武器系统生存能力和防御能力［1－3］。
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这篇材料工程师论文发表了结构型雷达吸波材料的性能特点及其应用进展，论文介绍了雷达隐身的基本原理，在隐身技术中最重要的是隐身材料，这种材料受到了世界各国的高度重视，在现代战争中雷达探测武器有着重要的作用，可以最大限度的降低探测系统发现和识别目标的能力。
有机硅材料
关键词：材料工程师论文,结构型雷达,雷达隐身
一、雷达隐身的基本原理
雷达是利用电磁波发现目标并测定其位置的设备。
电磁波在传播过程中遇到障碍物将产生反射和绕射，统称散射，是雷达能发现目标的依据。
电磁波具有恒速、定向传播的规律，则是测定目标距离和方向的依据。
雷达隐身的基本原理是当雷达波辐射到隐身材料表面加以渗透，隐身材料自身可将雷达波能量转换成其他形式能量(如机械能、电能或热能)，并加以吸收，从而消耗掉雷达波部分能量，使其回波残缺而不完整，从而极大地破坏掉雷达探测概率[1]。
武器雷达散射信号的大小用雷达
散射截面(Radar cross section，RCS)来表示，用字母σ表示，单位为m2。
R C S是在单位立体角内接收机天线处散射回波的功率面密度与目标处单位立体角内入射波功率面密度之比，即：
σ=4πr2Ir/Ii
式中：σ—雷达散射截面
积;r—目标到接收天线的距离;I r—接收天线处散射回波的功率面密度;Ii—目标处入射波的功率面密度。
因为σ的数值变化很大，一般用相对于σ的分贝数来表示，即σ´=10logσ，单位为dB·m2。
雷达距离方程：
rr=Kσ1/4
式中：r r—雷达的探测距离;K—比例系数，取决于雷达性能;σ—RCS值。
目标的σ值为原来的10%时，r r缩减为原来的56%，目标的σ值为原来的1%时，r r缩减为原来的32%。
由此可看出雷达隐身不可估量的作用。
隐身技术的核心就是减少R C S值，其方法主要有：
①外形技术。
通过外形设计来消除或减弱散射源，尤其是强散射源;②阻抗加载技术。
通过加载阻抗的散射场和武器的总散射场互相干涉来减少RCS值;
③材料技术。
通过材料吸收或透过雷达波来减少RCS值。
二、雷达吸波材料的主要类型吸收雷达波的材料称为雷达吸波材料，透过雷达波的材料称为雷达透波材料。
它可以和吸收材料构成多层吸波体，也可以在武器的某些部位作为雷达隐身材料。
雷达吸波材料按工艺方法可分为涂覆型、贴片型和结构型3种。
涂敷型吸波材料是一种吸波的高分子复合涂料，即吸波涂料。
贴片型吸波材料是将不同的多层材料制成薄片形式，用胶黏剂或其他方法粘贴到被隐蔽的物体上。
结构型吸波材料是一种多功能的树脂基增强塑料，具备复合材料质轻高强的特点，可用作武器装备的结构件，又能吸收或透过电磁波，起到吸波隐身的作用。
结构型吸波材料和吸波体在隐身武器上的应用已相当广泛，它能同时兼顾吸波又能承受载荷。
在200 ～300℃温度下，既能保证吸波性能的稳定，又能减轻武器特别是飞行器的质量。
所以在各种雷达隐身材料中，它已位居榜首[2]。
1. 结构型吸波材料的组成和种类结构型吸波材料是一种既能吸波又能承载的材料，主要类型有塑料型、陶瓷型、复合材料型3类。
吸波塑料有2类：一类是由普通塑料和吸波剂
复合而成的，它和塑料吸波片基本相似，不同的是所采用的塑料属于工程塑料，这样才能有较好的力学性能;另一类是导电高分子，如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等。
(1)碳- 碳增强塑料
美国威廉斯国际公司研发的碳-碳增强塑料用于高温部位，能很好地抑制红外辐射并吸收雷达波。
在发动机部位使用致密的碳泡沫层来吸收发动机排气热辐射，还可制成机翼的前缘、机头和机尾。
(2)含铁氧体的玻璃纤维增强塑料此种材料质轻、强度和刚度高，日本将它装备在空对舰导弹(A S M -1)的尾翼上。
其弹翼也会使用这种材料来进行改装，隐身性能将大幅度提高。
(3)填充石墨的增强塑料
美国在石墨-热塑性增强塑料和石墨-环氧树脂增强塑料的研究方面取得了很大进展，这些材料在低温下还能保持韧性。
(4)玻璃纤维增强塑料
美国道尔化学公司研制的材料(型号为F i b a l o g)，是在塑料中加入玻璃纤维制成的。
这种材料较为坚硬，可以作为飞机蒙皮和一些内部构件，无需加入金属加强筋，就具有较好的雷达吸波特性。
(5)碳纤维增强塑料
美国空军材料实验室研制的纤维增强塑料能吸收辐射热，而不反射辐射热，既能降低雷达波特性，又能降低红外线特征，用它可制作发动机舱蒙皮、机翼前缘和机身前段。
(6)碳化硅纤维、碳化硅- 碳纤维增强塑料
碳化硅纤维中含硅，吸波特性好，能减弱发动机的红外信号。
此外，碳化硅纤维还具有耐高温、相对密度小、韧性好、强度大、电阻率高等优点，是国外发展最快的吸波材料之一，但目前还存在一些问题，如电阻率过高等。
通过人工设计来调整碳和碳化硅的比例，控制其电阻率，就可制成耐高温、抗氧化、具有优异力学性能和良好吸波性能的碳化硅-碳复合纤维、碳化硅-碳复合纤维与环氧树脂制成的增强塑料。
由碳化硅-碳纤维和接枝酰亚胺基团与环氧树脂共聚改性为基体而组成的结构材料，吸波性能都很优异。
(7)混杂纤维增强塑料
混杂纤维增强塑料是通过增加纤维之间的混杂比例和结构设计形式制造而成、满足特殊性能要求或综合性能良好的增强塑料。
目前我国已制造出吸波性能良好的混杂纤维增强塑料，广泛用于飞机制造中。
(8)特殊碳纤维增强的碳- 热塑性树脂基增强塑料
这种材料具有极好的吸波性能，能使频率在0.1M H z～50G H z之间的脉冲大幅度衰减，现在已用于先进战斗机(A T F)的机身和机翼，型号为APC(HTX)。
此外APC-2是CelionG40-700碳纤维与热塑性聚醚醚
酮(P E EK)复丝混杂纱单向增强的品级，特别适宜于制造直升机的旋翼和导弹壳体，美国隐身直升机L H X已经采用了这种增强塑料。
(9)导电增强塑料
导电增强塑料是在非金属聚合物或树脂类物质中加入导电纤维、薄皮、纳米级金属粉末而制成的。
当雷达波透过时，部分能量被吸收，因而反射的雷达波能量大为衰减，从而成为有效的吸波材料，其吸收频带可通过加入物质的种类和多少来调节。
混入的物质可以是聚丙烯腈纤维、镀镍碳纤维、不锈钢纤维、薄铝片、铁氧体、镍、钴粉末等，这种复合材料可用作飞机或导弹的结构材料[3]。
结构型吸波体一般是由多种材料制成的多层复合结构，主要有叠层结构、层片复合结构和夹芯复合结构。
它除了采用结构型吸波材料为主要材料外，还需采用透波材料、电阻片和电路模拟吸波材料等。
材料根据实际需要，除了做成实心或空心的板(片)材外，还可以制成。