复合羰基铁吸波材料
羰基铁粉复合涂层吸波效果及机理分析
碳纤 维 /羰 基 铁 粉 复 合 涂 层 吸 波 效 果 及 机 理 分 析
液组成为 : 18 g N iSO4 ·7H2 O , 8 g N aH2 PO2 ·H2 O , 18 g Na3 C6 H5 O7 ·2H2 O , 20 g NH4 C l·3H2 O ,去离 子水 400 mL。镀覆温度为 ( 90 ±2) ℃,用氨水调
盐酸 (37% ) 10 mL /L 将敏化处理后的碳纤维浸入活化液中 ,采用机 械搅拌 ,温度为室温 ,时间 3～5 m in,取出后用去离 子水冲洗干净 。 (5)还原 还原的目的是将活化处理后残存 在碳纤维表面的氯化钯还原 ,防止其带入镀液 ,使 镀液不稳定 。
1. 2. 2 吸波涂层制备
图 5 吸波涂层制备工艺
3 结 论
2 试验结果与讨论
2. 1 复合吸波涂层吸波效果 吸波涂层在 2～18 GHz内的反射率随频率的
变化关系见图 6。
(1)通过化学镀 ,在碳纤维表面镀覆上一层均 匀的金属镍 ,将镀后的碳纤维与羰基铁粉混合后制 备的涂层 ,其吸波性能与单独使用羰基铁粉制备的 涂层相比 ,虽然反射率峰值有所降低 ,但是反射率 小于 - 5. 00 dB 的频宽明显加宽 ,且向低频移动 , 有利于提高涂层的吸波性能 。
将镀镍后的碳纤维和羰基铁粉作为吸波剂 ,以 环氧树脂为黏结剂 ,用无水乙醇将其按适当比例混 合均匀后 ,加入固化剂 ,制成吸波涂料 ,涂覆于 180 mm ×180 mm ×5 mm 的铝 板上 (铝 板 按 照 GJB 2038 - 94 要求制作 ) ,制成吸波涂层 。涂层烘干 后 ,按 GJB2038 - 94《雷达吸波材料反射率测试方 法 》对涂层表面进行磨光处理 ,并保证涂层厚度为 1 mm。涂层吸波性能的测试方法采用“RAM 反射 率样板空间平移测试法 ”。涂层制备工艺过程见
石墨烯基复合吸波材料的最新研究进展
通常将石墨烯与不同损耗机制的材料复合制备新型吸波材
石墨烯的损耗机制主要局限于与电导率有关的介电型损
料ꎬ向石墨烯中引入磁性金属成分制备石墨烯 / 磁性金属二元
耗ꎬ单独使用时阻抗匹配性较差ꎬ其微波吸收性能仍需进一步
复合吸波材料ꎬ是提高其吸波性能一种简单有效的解决方案ꎬ
提高
[２０]
５２
ꎮ 为了改善其作为电磁吸收剂存在的不足ꎬ研究人员
ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｉｔｈ ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔꎬ ｔｈｉｎ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓꎬ ｓｔｒｏｎｇ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｒｏａｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂａｎｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎ ｕｒｇｅｎｃｙ. Ｇｒａｐｈｅｎｅ
ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔꎬ ｌａｒｇｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙꎬ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｈａｓ ｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｎｏｎ￣
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔꎬ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｓｅｖｅｒｅ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｔｈｅ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
随着电子技术在民用和军事领域的迅速发展ꎬ电磁防护
身等问题的关键因素ꎬ吸波材料的研究对军用领域和民用领
注 [１￣３] ꎮ 电磁屏蔽材料和吸波材料是解决电磁防护问题的关
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。
D01超材料与多功能复合材料
D01超材料与多功能复合材料D01.超材料与多功能复合材料分会主席：周济、殷小玮、彭华新、李垚、范同祥、范润华D01-01吸波超材料的宽带化、多功能化和智能化官建国，李维，吴天龙武汉理工大学宽带薄层吸波材料对于军事隐身和众多民用领域有重要应用。
但无论是对于传统的吸波涂层材料还是新兴的超材料，其宽带性能都亟需进一步提升。
此外，复杂的应用环境还对吸波材料提出了多功能化、智能化等要求，将超材料与多样化的构成材料进行复合获得宽带化、多功能化和智能化的超材料是重要趋势。
本报告将介绍我们最近在这些方面取得的进展。
在宽带化方面，将超材料的设计与传统高性能吸波材料相结合，能够获得宽带性能远远超过单纯超材料或传统材料的全新复合吸波超材料。
在微波频段，将超材料的概念引入传统吸波材料的设计中，对吸波涂层材料进行图形化，结果显示其吸收带宽获得了大幅拓宽。
也可以将超材料与传统吸波涂层设计成多层复合结构，经过合理的设计能使得超材料的低频吸收性能与吸波涂层的高频宽带吸波性能同时得到保留甚至相互增强，这为超材料与传统吸波材料的结合提供了良好的借鉴。
类似的复合思路同样也能扩展到其它频段，如光频：将在光频段具有半介质/半金属属性的TiN用于设计宽带的光频吸收超材料，能够将介质吸收、表面等离子共振吸收和超材料的结构吸收相结合，得到宽带、可控的吸收频带，可应用于高效太阳能转换。
在多功能方面，利用超材料构成基材的高透光性质，结合有利于高透光和宽带吸收特性的非平面型超材料的设计获得了具有高可见光透过率的宽带吸波超材料。
可调超材料在某些场合可替代宽带吸波材料的作用，并且具有智能化的前景，但基于电路可调的常规调节方法其频率可调范围十分有限。
从基础材料与超材料概念结合的角度出发，利用铁氧体在外磁场作用下的宽带可调特性，结合超材料的设计，我们获得了从工频到GHz范围超宽带可调的超材料。
总之，跨越超材料与传统材料的界限，能够在宽带化、多功能化和智能化以及更多的方面具有更加光明的前景。
羰基铁类随机混合吸波材料等效电磁参数的计算
羰基铁类随机混合吸波材料等效电磁参数的计算
随着电子技术的快速发展，电磁波越来越广泛地应用于通讯、雷达、遥感等领域。
为了减小电磁波对设备的干扰或保护电路的机密性，吸波材料成为当前研究的热点之一。
羰基铁类材料由于具有高阻抗、宽频带、优良的吸波性能，正成为吸波材料的研究热点之一。
本文从羰基铁类随机混合吸波材料入手，探讨其等效电磁参数的计算方法。
首先，介绍羰基铁类随机混合吸波材料的制备过程。
羰基铁类材料可以通过共沉淀、溶胶凝胶、水热合成等方法制备得到。
本文采用共沉淀法制备羰基铁类随机混合吸波材料，即将羰基铁类粉末与聚合物树脂通过机械混合的方法得到吸波材料。
接着，介绍羰基铁类随机混合吸波材料的等效电磁参数计算方法。
首先，通过阻抗分析法计算吸波材料的复介电常数，进而计算出复电导率和复磁导率。
然后，采用经典的Lorentz模型计算吸波材料的等效介电常数和等效磁导率。
最后，通过Maxwell-Garnett混合理论计算吸波材料的等效复介电常数和等效复磁导率。
最后，本文通过实验验证了羰基铁类随机混合吸波材料的吸波性能。
实验结果表明，该材料在100MHz至10GHz的频段内，具有较好
的吸波性能。
同时，与其他吸波材料相比，该材料具有更广泛的吸波频带和更高的吸波性能。
综上所述，本文从羰基铁类随机混合吸波材料的制备入手，探讨了其等效电磁参数的计算方法，并通过实验验证了其优异的吸波性能。
这对于吸波材料的研究和应用具有重要的参考价值。
钡铁氧体与羰基铁复合材料的吸波性能研究
钡铁氧体与羰基铁复合材料的吸波性能研究
李风姣;石建建;欧正昕;何茗
【期刊名称】《材料科学》
【年(卷),期】2024(14)5
【摘要】本文制备了钡铁氧体和羰基铁复合材料作为吸波材料,分析讨论了钡铁氧体在复合材料中不同含量对复合材料在2~18 GHz波段的电磁参数及吸波性能的影响。
结果表明:随着钡铁氧体含量的减少,介电常数先增大后减小,在钡铁氧体含量为25%时达到最大。
在2~7 GHz频段,磁导率随钡铁氧体含量的减少而增加,在
7~18 GHz频段,磁导率随钡铁氧体含量的减少而减少;当钡铁氧体含量为50%,厚度为1.7 mm,最小反射损耗为−41 dB,有效吸收频率为9.2~14.9 GHz,带宽达5.7 GHz,复合材料的吸波性能最佳。
【总页数】6页(P713-718)
【作者】李风姣;石建建;欧正昕;何茗
【作者单位】成都工业学院电子工程学院成都;西南交通大学信息科学与技术学院成都
【正文语种】中文
【中图分类】TM2
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1.M型钡铁氧体/氧化石墨烯复合吸波材料的磁性能与吸波性能（英文）
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胺复合材料的制备及吸波性能研究4.羰基铁粉/锶铁氧体/MVQ吸波复合材料的制备与性能研究5.钡铁氧体/石墨烯/二氧化硅柔性复合材料吸波性能的研究
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羰基铁—镍锌铁氧体复合体的吸波性能研究
羰基铁—镍锌铁氧体复合体的吸波性能研究吸波材料为隐身技术的核心，是成为集海，陆，空的立体化战争中,各军事大国最备受关注的材料，而羰基铁和镍锌铁氧体因其具有优异的电磁学性能，成为隐身技术中主导的材料。
由于单一的材料很难在较宽的频谱范围内，满足优异的微波吸收性能，故通过材料多元的复合或结构上的复合，来调节复合体的电磁参数。
本实验主要研究羰基铁-镍锌铁氧体的复合体性能研究。
按照特定的化学计量配比，采用溶胶凝胶法制备一定质量的镍锌铁氧体前驱物,经烘箱干燥后，在700C 管式炉中烧结，同时保温2h ，得到纳米镍锌铁氧体颗粒。
利用XRD,SEM ，VSM 对得到的纳米颗粒粉体进行结构分析，形貌表征，和磁性测量，得到了具有尖晶石结构的镍锌铁氧体4265.035.0O Fe Zn Ni 纳米颗粒，其颗粒尺寸大小分布均匀，即平均粒度为65nm 的纳米粉体。
利用超声波清洗仪，将不同体积比列的羰基铁和镍锌铁氧体进行超声分散均匀，制备得到均匀的羰基铁-镍锌铁氧体的混合物的复合体，后掺杂10%体积的pvp ，作为颗粒物的粘结剂，在研钵中进行研磨，混合均匀，得到具有一定可塑性的羰基铁-镍锌铁氧体的混合物粉体。
后进行模压成型，得到环状且厚度很薄的复合体样品，利用矢量网络分析仪来测试复合体不同体积比例样品的电磁参数，如：介电常数，磁导率，复介电常数，复磁导率。
根据传输理论，得到各个体积比的羰基铁-镍锌铁氧体复合体的微波发射吸收曲线，探究其吸波性能。
最后证明，随着羰基铁的含量增加，其复合体的吸波性能有了较大的提升，同时其微波吸收频谱变宽，以及随着涂覆层厚度的增加，复合体样品的微波吸收峰向着低频移动。
1.1隐身技术及吸波原理隐身技术是在一定遥感探测环境中降低目标的可探测性, 使目标物体在一定波长范围内难以被发现的技术，而吸波材料即为隐身技术的核心，进而受到了各军事大国的高度重视，成为集海，陆，空的立体化战争中最重要的。
具有尖晶石结构镍锌铁氧体，本身具有高的磁化强度M ，高阻抗c R 、高的居里温度c T ，高电阻率，低损耗等特点，同时具有介电损耗和磁损耗双重特性，使其在(1-100MHz)频谱范围内应用最广，是一种性能优异的软磁铁氧体材料，软磁材料在变压器、磁记录材料、微波吸收材料等磁性材料的研究领域和发展前景中有着重要的地位。
新型吸波材料：隐身技术发展的重要支撑
隐身技术已广泛应用于发达国家的武器系统中，并已作为军事领域中首要的高技术被列为“竞争战略”的基本要素。
近年来，国外在研究并改进传统吸波涂料（如铁氧体、羰基铁等）的同时，进行了卓有成效的新材料研制。
有前途的新型吸波涂料纳米吸波材料纳米材料对电磁波的透射率及吸收率比微米粉要大得多。
纳米材料具有极好的吸彼特性，同时具备宽频带、兼容性好、质量小和厚度簿等特点，美国、俄罗斯、法国、德国、日本等国家都把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和探索。
目前世界军事发达国家正在研究覆盖厘米波、毫米波、红外、可见光等波段的纳米复合材料。
多晶铁纤维隐身涂料20世纪80年代中后期，美国和日本等国家大力开展多晶铁纤维吸波涂料的研究。
研究表明，这种涂料具有吸收频带宽、密度小、吸收性能好等优点。
据称，该涂料已用在法国战略导弹与再入式飞行器上。
美国3M公司研制的吸波涂料中使用了直径为0.26μm，长度为6.5μm的多晶铁纤维。
多晶羰基铁纤维吸收材料已获得应用，且耐腐蚀多晶羰基铁纤维吸收涂料已在F/A－18E/F和A/F－117X飞机上使用。
导电高聚物吸波涂料研究具有微波电、磁损耗性能的高聚物越来越引起世界各国的重视。
目前，美国Hunstvills公司研制出一种苯胺与氰酸盐晶须的混合物透明吸波涂料。
这种涂料的特点是吸收材料在涂层内分布均匀，不必增加厚度来提高吸波的频带宽度，特别适合对老飞机的隐身改装。
此外，这种吸波涂层透明，适用于座舱盖、导弹透明窗口及夜视红外装置电磁窗口的隐身，减少雷达回波。
耐高温吸波材料通常，飞行器和武器某些特殊部位如头锥、发动机进气道和喷嘴等部位需要耐高温、耐高速热气流的冲击，为满足这些特殊部位的隐身要求，目前国内外正在积极开发耐高温吸波材料。
近几年，国外先后开发了一系列陶瓷纤维，主要有碳化硅纤维、三氧化二铝纤维、四氮三硅和棚硅酸铝纤维，其中发展最快的是碳化硅纤维。
据报道，美国用陶瓷基复合材料制成的吸波材料和吸波结构，加到F－117隐身飞机的尾喷管后，可以承受1093℃的高温。
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。
谢谢观看
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
羰基铁-聚苯胺复合吸波材料的制备及性能
羰基铁-聚苯胺复合吸波材料的制备及性能景红霞;李巧玲;叶云;杨晓峰【摘要】In order to increase the absorbing ability in the lower band, the polyaniline(PANI) and carbonyl iron-polyaniline composites were prepared by chemical oxidative polymerization and physical blending. The phaseand performance of materials were analyzed and characterized by XRD, FT-IR and PNA. Results showed that the absorption ability of the carbonyliron-polyaniline composites was advanced in 0 6 GHz. Meanwhile, the absorption peak of composites moved toward low frequencies. When the mass fraction of PANI was 0.06, it had the best wave-absorbing property,of which the maximum absorption could reach --39.1 dB and the bandwidth below --10 dB was 1 639 MHz.%为提高材料在低频段下的吸波性能，采用化学氧化聚合法和物理共混法制备聚苯胺和羰基铁一聚苯胺复合材料。
通过X-射线衍射（XRD）、红外光谱（FT—IR）、矢量网络分析（PNA）等测试手段对材料的物相和性能进行了表征和分析。
结果表明：在0～6GHz，羰基铁一聚苯胺复合材料的吸波性能较纯羰基铁有了很大提高，而且其吸收峰向低频区移动，当导电聚苯胺的质量分数为0．06时，其吸波性能最佳，最大吸收峰值为-39．1dB，-10dB以下频宽为1639MHz。
羰基铁—镍锌铁氧体复合体的吸波性能研究
羰基铁—镍锌铁氧体复合体的吸波性能研究吸波材料为隐身技术的核心，是成为集海，陆，空的立体化战争中,各军事大国最备受关注的材料，而羰基铁和镍锌铁氧体因其具有优异的电磁学性能，成为隐身技术中主导的材料。
由于单一的材料很难在较宽的频谱范围内，满足优异的微波吸收性能，故通过材料多元的复合或结构上的复合，来调节复合体的电磁参数。
本实验主要研究羰基铁-镍锌铁氧体的复合体性能研究。
按照特定的化学计量配比，采用溶胶凝胶法制备一定质量的镍锌铁氧体前驱物,经烘箱干燥后，在700C 管式炉中烧结，同时保温2h ，得到纳米镍锌铁氧体颗粒。
利用XRD,SEM ，VSM 对得到的纳米颗粒粉体进行结构分析，形貌表征，和磁性测量，得到了具有尖晶石结构的镍锌铁氧体4265.035.0O Fe Zn Ni 纳米颗粒，其颗粒尺寸大小分布均匀，即平均粒度为65nm 的纳米粉体。
利用超声波清洗仪，将不同体积比列的羰基铁和镍锌铁氧体进行超声分散均匀，制备得到均匀的羰基铁-镍锌铁氧体的混合物的复合体，后掺杂10%体积的pvp ，作为颗粒物的粘结剂，在研钵中进行研磨，混合均匀，得到具有一定可塑性的羰基铁-镍锌铁氧体的混合物粉体。
后进行模压成型，得到环状且厚度很薄的复合体样品，利用矢量网络分析仪来测试复合体不同体积比例样品的电磁参数，如：介电常数，磁导率，复介电常数，复磁导率。
根据传输理论，得到各个体积比的羰基铁-镍锌铁氧体复合体的微波发射吸收曲线，探究其吸波性能。
最后证明，随着羰基铁的含量增加，其复合体的吸波性能有了较大的提升，同时其微波吸收频谱变宽，以及随着涂覆层厚度的增加，复合体样品的微波吸收峰向着低频移动。
1.1隐身技术及吸波原理隐身技术是在一定遥感探测环境中降低目标的可探测性, 使目标物体在一定波长范围内难以被发现的技术，而吸波材料即为隐身技术的核心，进而受到了各军事大国的高度重视，成为集海，陆，空的立体化战争中最重要的。
具有尖晶石结构镍锌铁氧体，本身具有高的磁化强度M ，高阻抗c R 、高的居里温度c T ，高电阻率，低损耗等特点，同时具有介电损耗和磁损耗双重特性，使其在(1-100MHz)频谱范围内应用最广，是一种性能优异的软磁铁氧体材料，软磁材料在变压器、磁记录材料、微波吸收材料等磁性材料的研究领域和发展前景中有着重要的地位。
羰基铁_钛酸钡复合材料的制备及吸波性能
景 红 霞１ ，李 巧 玲１ ，叶 云２ ，裴 王 军３ （１ 中北大学 理学院化学系，太原 ０３００５１； ２ 中北大学 材料科学与工程学院，太原 ０３００５１； ３ 晋西工业集团 表面处理分厂，太原 ０３００２７） ＪＩＮＧ Ｈｏｎｇ－ｘｉａ１，ＬＩ Ｑｉａｏ－ｌｉｎｇ１，ＹＥ Ｙｕｎ２，ＰＥＩ Ｗａｎｇ－ｊｕｎ３ （１Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ， Ｔａｉｙｕａｎ ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；２Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；３Ｂｒａｎｃｈ Ｆａｃｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，Ｊｉｎｘｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｇｒｏｕｐ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２７，Ｃｈｉｎａ）
ＴｉＯ３ 均匀的分散在 Ｆｅ（ＣＯ）５ 样 品 中，其 中 颜 色 较 深 的 为 ＢａＴｉＯ３，较浅的为 Ｆｅ（ＣＯ）５，如 图 ２（ｂ）所 示，其 颜 色 差异是因为不同物质对电子穿透性的不同造成的。
２．２ 样 品 的 电 磁 性 能 分 析 介电常数（实部ε′，虚 部ε″）和 磁 导 率 （实 部μ′，虚
样品物相 和 结 构 采 用 Ｄ／ｍａｘ－ｒＡ 型 Ｘ 射 线 衍 射 仪，ＣｕＫα 辐 射，波 长 为 ０．１５４１８ｎｍ 分 析，其 形 貌 分 析 用 Ｈ－８００型透射电镜和 ＳＵ－１５００扫描电子显微镜，吸 波性 能 利 用 ＰＮＡ３６２Ｘ 型 矢 量 网 络 分 析 仪 测 试 分 析， 将制得粉末样品研磨后 用 石 蜡 作 黏 结 剂，按 样 品 与 石 蜡质量 比 为 ７∶３ 均 匀 混 合，在 温 度 约 为 ６０℃ 时 将 其 混熔，然 后 快 速 放 入 样 品 厚 度 为 ３ｍｍ 的 圆 柱 形 模 具 中 ，待 凝 固 后 测 试 。
羰基铁和FeSiAl共混制备宽频吸波材料_许勇刚
羰基铁和ＦｅＳｉＡｌ共混制备宽频吸波材料＊许勇刚，袁黎明，蔡 军，张德远（北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京１００１９１）摘 要： 为提高材料在低频段（１～４ＧＨｚ）下的吸波性能和拓宽吸波频带，选择羰基铁和ＦｅＳｉＡｌ颗粒作为吸收剂、石蜡作为粘结剂制作吸波材料，采用矢量网络分析仪测试材料的电磁参数，并在给定厚度（０．５和１ｍｍ）下分析吸波材料的吸波性能。
随着质量添加比的增加，两类材料的介电常数和磁导率均升高，添加比相同下含ＦｅＳｉＡｌ颗粒吸波材料在１ｍｍ厚时具有优异的低频吸波性能（－８．６～－１．２ｄＢ），而高频段（１４～１８ＧＨｚ）时不及羰基铁（－１６．０～－１０．１ｄＢ）；两类颗粒共混后，通过改变ＦｅＳｉＡｌ颗粒的含量能获得具有良好低频吸收性能（－４．５～－１．１ｄＢ）和宽频带（＜－４ｄＢ频带为３．８～１８ＧＨｚ）的吸波材料。
该结果对于通过混合其它优良低频和高频吸波材料以获取宽频带的吸波材料具有指导意义。
关键词： 铁硅铝；羰基铁；吸波材料；吸波性能；反射率中图分类号： ＴＢ３４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２０１１）增刊Ⅲ－０５５５－０４１ 引 言随着我国信息技术的迅速发展，电磁波技术在通讯、广播和网络等现代化领域的应用日益广泛，电磁波对各种电子设备的干扰以及对人体健康的危害也逐渐受到世界各国人民的广泛关注［１，２］。
为实现减少或削弱电磁辐射造成的电磁干扰（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｔｅｒｆｅｒ－ｅｎｃｅ，ＥＭＩ），对电磁兼容（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉ－ｔｙ，ＥＭＣ）技术的要求也越来越高，目前采用的技术主要包括电磁屏蔽和抗电磁干扰技术，使得对吸波材料的研究成为热点问题。
理想的吸波材料应该满足两个条件：（１）尽量减少电磁波在材料表面的反射，使吸波材料的相对复介电常数和复磁导率尽量接近。
（２）尽量提高吸波材料的介电常数虚部值和磁导率虚部值，使进入到涂层内部的电磁波受到衰减［３］。
将羰基铁微粉吸波材料)
等运用超声波方法将平均粒径为30nm 的超细金属钴粉均匀分散到聚碳硅烷中，通过熔融纺丝、烧结等处理，制备出具有良好力学性能、电阻率连续可调的掺混型磁性碳化硅陶瓷纤维。
将这种纤维正交铺排，与环氧树脂复合制备的三层结构吸波材料具有良好的微波吸收性能，在8-12GHz 其反射率为- 10dB 以下，最大-16.3GHz。
日本研制的SiC/Si3N4/BN 耐高温陶瓷吸波材料，在高温环境下具有较好的吸波性能。
92 电磁损耗型吸波材料电磁损耗型吸波剂主要指铁系吸波剂，包括金属铁微粉、多晶铁纤维和铁氧体。
金属铁微粉吸波剂主要包括金属铁粉、铁合金粉、羰基铁粉等，是通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收衰减电磁波。
金属铁微粉吸波剂具有较高的微波磁导率，温度稳定性好。
缺点是抗氧化差、抗腐蚀差、频谱特性差、低频吸收性能差和密度大。
按微观结构的不同，铁氧体分为六角晶系磁铅石型立方晶系尖晶石型和稀土石榴石型三个主要系列，均可作为吸波剂。
研究表明，六角晶系磁铅石型吸波材料的性能最好，因为它的片状结构是吸波剂的最佳形状，并且具有较高的磁性各向异性等效场因而有较高的自然共振频率。
铁氧体作为吸波剂应用时，主要存在着比重大的问题而且传统的铁氧体涂料频带狭窄实际效果差。
近年来各国开发了新的铁氧体粉末具有频带宽重量轻厚度薄及吸附能力强等特点其改进方法主要有：一是把铁氧体制成超细粉末大大降低其比重改变其磁电光等物理性能提高铁氧体的吸波性能；二是制造含有大量游离电子的铁氧体或在铁氧体中加入少量的放射性物质在电磁波作用下，游离电子做剧烈循环运动.吸波涂层。
在空心的玻璃微球表面涂上铁氧体，或把铁氧体制成空心球，这样制成的铁球吸波涂层比重低，而由于偏转和散射故吸波性能更好。
10纳米碳材料具有尺寸小、导电性高、热稳定性好和密度小的特点，具有良好的电磁屏蔽应用前景。
最近几年，研究人员相继研究了基于纳米碳纤维、碳纳米管的复合材料的电磁屏蔽效能。
表1-3 给出了几种基于碳纳米材料的树脂基复合材料的电磁屏蔽效能。
橡胶吸波材料研究进展
烯基硅橡胶为基体 ， 分别研究 了锶铁氧体和羰 基铁 粉两 种磁 性填 料 的不 同用 量对 吸波橡 胶 的
吸波 性能 和 力 学性 能 的影 响 。结 果 表 明 ， 随着 填料 用 量 的 增 加 ， 氧体 和 羰 基铁 吸波 材料 的 铁 反射 率 表 现 出 相 同 的变 化趋 势 ， 吸波 峰 向低 频
ＭＨ ｚ的最 大衰 减 达 到 一 ０ ｄ ２ Ｂ。为 了满 足 微 波
方向移动 ， 且力学性能逐渐下降。铁 氧体具有 吸波 强度 高 、 吸收频 带 宽 的特点 ， 适用 于高 频雷
达波 Ｘ， ｕ波 段 ； 羰 基 铁 的 吸 波 强度 相 对 较 Ｋ 而 低 ， 收频带也较 窄 ， 吸 比较 适 合 低 频 吸 收 Ｓ Ｃ 、
目 ， 前 国外已有类似产 品投放市场 ， 例如 日 本 的 Ｔ Ｋ公 司 、 国 的 Ｅ ｅｓｎ＆ Ｃ ｍｉｇ 司 Ｄ 美 ｍｒ ｏ ｕ ｎ公
等 。 日本 大 同特 殊 钢 株 式 会 社 最 早 采 用 Ｆ Ｃ ｅｒ
系列 电磁不锈钢扁平粉末与聚氨酯橡胶混合热 压成薄片， 制得柔性橡胶材料 ， 吸收频段在几百
２ Ｈ ８Ｇ ｚ频段 的最 大 衰减率 。接着 ， 又研 制 成
功 多种 耐 热 薄 片 （ 为 Ｄ ＲＨＴ － Ｙ， Ｚ） 称 Ｐ－ ， ＨＴ － ＨＴ ，
由金属粉末 （ ｅｉ１ Ｆ Ｓ ）与橡胶混合 ， Ａ 然后轧制成 厚度为 １０～ ０ ｍ 的薄片， ０ ２０ 或直接液化成浆 料涂 在 器 件 上 专 吸 电 磁 波 ， 用 温 度 可 达 使
第３ ８卷第 ６期
赵秀 芬 ， ． 胶 吸波 材料 研究 进展 等 橡
・ ５・ ４
橡 胶 和炭黑 ， 以提高 电磁 波 吸收体 的力 学性 能 。
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说起吸波材料，行业外人士可能不是很清楚，何为吸波材料？所谓吸波材料，指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料。
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。
而本文中我们主要要说的复合羰基铁吸波材料，将磁性吸收剂羰基铁粉分散于环氧、橡胶、聚乙烯及尼龙等高分子基体中，可以制成不同吸收特性、不同应用场景的吸收体，主要应用场合为普通负载片、吸波贴片、吸波尖锥等。
羰基复合铁是红棕色液体，它不溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯、强碱和浓酸，遇光以及热容易分解，暴露在空气中能自燃。
遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与氧化剂能发生强烈反应。
其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。
与锌及过渡金属卤化物发生剧烈反应。
下面看看吸收剂复合对提升羰基铁涂层吸波性能的影响：
为提升羰基铁(CIP)涂层吸波性能，分别添加了电阻型吸收剂炭黑(CB)和透波材料二氧化硅(SiO2)，研究不同吸收剂的加入对其吸波性能的影响。
用扫描电子显微镜表征其断面形貌，用弓形法测试其反射损耗(2~18 GHz频段)。
结果表明，吸收剂的复合化显著提升了涂层的吸波性能。
SiO2的加入显著改善了吸收峰值，且随SiO2含量的增加，峰值的改善更加显著。
CB的加入也提升了涂层的吸波性能，但由于CB的高导电性，其加入量达到一定程度时，涂层的阻抗匹配条件恶化，吸
波性能的提升也逐渐减小。
当CB、CIP与聚氨酯质量比为0.1:5:1时，此时涂层吸波性能最佳，在6 GHz处可达−22.1 dB。
吸收剂的复合化可以有效的提高传统吸波涂层性能，合理设计吸收剂的用量，可以获得吸波性能优异的涂层材料。
复合羰基铁吸波材料在此为大家推荐昊王。
南京昊王电子材料有限公司成立于2006年，公司坐落于南京江宁经济技术开发区，主要为航天科工集团，航天科技集团及中电科技集团等相关科研院所提供稀土原料，化工原料及碳化硅吸收材料，是相关科研院所的合格供应方。
公司生产的碳化硅吸收材料主要用于微波吸收负载，微波暗室，暗箱。
微波吸收性能良好，耐高功率，耐高温，稳定性好，无毒、无挥发、可加工成各种形状同时因性能一致性高随着微波技术在各行业中广泛应用，碳化硅微波吸收材料也能为更多的行业提供更好的服务。
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