吸波材料

器袭击的一种方法。
Βιβλιοθήκη Baidu
实例展示
瑞士“维斯比”护卫舰
“科曼奇隐形直升机
改善整机性能
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。 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。
隐形飞机的隐形奥秘
吸波材料
目录
1 概况 吸波原理 分类 工程应用
2 3
4 5
发展展望
概况
吸波材料指能吸收、衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换成
热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。
吸波材料最早用于军事目的,称为“隐身材料”。然而电磁波 的应用极为广泛,它在改善人类生活的同时,其伴生的电磁辐射
微波暗室
微波暗室主要用于雷达或通信天
线、导弹、飞机、飞船、卫星等特 性阻抗和耦合度的测量、宇航员用 背肩式天线方向图的测量以及宇宙 飞船的安装、测试和调整等，这既 可消除外界杂波干扰和提高测量精 度与效率（室内可全天候工作）， 还可保守秘密。
隐形技术
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
对人类身体健康损害也产生。
吸波原理
雷达的工作原理
雷达通过发射无线电波，也就是电磁波，电磁波向外辐射，当遇到某一物 体，电磁波被反射回来，雷达接收信号，通过信号处理，判断反射电磁波 物体的形状，速度等信息。
吸波材料的吸波原理
1.阻抗匹配 2.电磁消耗
阻抗匹配
吸波材料反射系数记为R
R = (Z0– Z1) / (Z0+Z1) Zi = μr / εr （i = 0,1）
ε′和μ′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。 ε″为在外加电场作用下,材料电偶矩产生重排引起损耗的量度。 μ″为在外加磁场作用下,材料磁偶矩产生重排引起损耗的量度。
吸波材料的分类
成型工艺和承载能力
• 涂覆型吸波材料 • 结构型吸波材料
吸波原理
• 吸收型吸波材料 • 干涉型吸波材料
夜 鹰 隐 形 战 机
新型纳米吸波材料
目前，纳米雷达波吸收剂主要有：纳米金属和合金、纳米铁氧体、纳米 碳化硅、纳米金属膜、纳米氮化铁等 。 纳米材料的特性： 表面效应 量子尺寸效应 宏观隧道效应 优点主要为吸波剂添加量少，易于得到吸收性能好、厚度薄、面密度小 的轻质复合材料；对电磁波的吸收强，且吸波频率宽； 在达到吸波性能 的同时又能大幅提高复合材料的力学性能。 但是，由于材料为纳米量级，因此具有较高的比表面能，处于热力学不 稳定态，就无法发挥复合材料的性能，限制了它的应用。
损耗机理
• 电阻型吸波材料 • 介电损耗型吸波材料 • 磁损耗型吸波材料
电阻型吸波材料
碳纤维
碳纤维的优点：硬度高、高温强度大、热膨胀系数小、热导率高、 耐蚀、抗氧化、质轻、吸收频带宽。 但是，连续碳纤维电阻率较低约10- 2Ω·cm ,是雷达波的强反射 体,只有经过特殊处理的碳纤维才具有一定的吸波性能。 短切纤维——相对连续纤维，它的电阻率较高 碳纤维含量——提高吸收率 化学改性——通过掺杂，改变碳纤维的电磁导率 排列方式——增加电导率 异性截面——异性截面增加了电磁波在材料中的散射
磁损耗型吸波材料
金属铁微粉
金属铁微粉吸波剂主要是通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收衰减电磁波， 主要包括金属铁粉、铁合金粉、羰基铁粉等。金属铁微粉吸收剂具有 较高的微波磁导率，温度稳定性好等优点，但是其抗氧化、抗酸碱能 力差，介电常数大，频谱特性差，低频吸收性能较差，而且密度大。
多晶铁纤维
多晶铁纤维具有很好的磁滞损耗、涡流损耗及较强的介电损耗，并且 是良好的导体，在外界电场作用下，其内部自由电子发生振荡运动， 产生振荡电流，将电磁波的能量转化成热能，从而削弱电磁波。
电阻型吸波材料
碳化硅纤维
碳化硅纤维的优点：密度小、耐高温性能好、吸收频带宽、韧性好、强 度大、电阻率高
电子型导电高聚物
电子型导电高聚物的优点：性能多样化、可控性、质量轻、具有很好的 加工性、成膜性、成纤性、结构多样性、可与超微粒子复合形成金属络 合物、掺杂/脱掺杂过程完全可逆等。
介电损耗型吸波材料
式中Z0 为自由空间阻抗，Z1 为吸波材料阻抗.
反射电磁波减小到最小，就需要使反射系数R 趋于零，即吸波材料 阻抗和自由空间阻抗在尽可能宽的频率范围内保持近似等。
电磁消耗
材料的损耗角正切tanδ 表征着材料的吸波衰减能力，电磁损耗角正切越大， 材料的吸波性能就越好
Tanδ = tanδE + tanδM = ε″/ε+ μ″/ μ′ ε = ε′- iε″ μ = μ′- iμ″
磁损耗型吸波材料
铁氧体
铁氧体吸波材料的优点是涂层厚度薄、重量轻、稳定性好，具有吸收强、 频带较宽及成本低的特点。 但铁氧体吸波材料存在密度大、高温性能差等缺点。 铁氧体可分为尖晶石型、石榴 石型和磁铅石型,均可作吸波材 料,其中以六角晶系磁铅石型吸 波材料的性能最好。这是因为 六角晶系磁铅石型铁氧体具有 片状结构,而片状是吸收剂的最 佳形状;其次是它具有较高的磁 性各向异性等效场,因而有较高 的自然共振频率
电介质型吸波材料的机理是依靠介质的电子极化、离子极化、分子极化等 驰豫、衰减电磁波。
钛酸钡是一种特殊的电介质,其极化强度与电场之间存在电滞效应,被称
为铁电体,铁电体可以利用的吸收机制主要是漏电损耗和驰豫损耗。钛酸 钡还具有很强的压电效应,即当晶体发生机械形变时会产生极化,而在相对 的界面上产生异号的极化电荷,也可以利用来削弱介质内电场。 碳化硅/钛酸钡/有机树脂复合涂层
发展展望
发展能强吸收的吸波材料。 发展能兼容米波、厘米波、毫米波及红外光等多波段的宽频吸波材料； 发展质量轻、厚度薄不影响飞行器机动性能的吸波材料； 发展具有耐高温、耐腐蚀等适应复杂环境的能力，并且具有较高的可维
护性和较长使用寿命的吸波材料。
叶文-冲锋骑士 406647191
工程应用
安全保护
A 最高技术 B C D
微波暗室
隐身技术
改善整机性能
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。另外，目前的
家用电器普遍存在电磁辐射问题， 通过合理使用吸收材料及其元器件 也可有效地加以抑制。