吸波材料目前有哪些具體應用？

1，吸波材料介紹1.1隨著現代科技的發展，電磁輻射對環境的影響與日俱增。在機場，飛機航班因為電磁幹擾而延誤。在醫院裏，手機經常會幹擾各種電子診療儀器的正常工作。因此，控制電磁汙染，尋找壹種能夠抵抗和減弱電磁輻射的吸波材料，已成為材料科學的壹大課題。1.2所謂吸波材料，是指壹種能夠吸收投射到其表面的電磁波能量的材料。在工程應用中，要求吸波材料不僅在較寬的頻段內對電磁波有較高的吸收率，而且要重量輕、耐溫、耐濕、耐腐蝕。1.3電磁輻射通過熱效應、非熱效應和累積效應對人體造成直接和間接的傷害。證明鐵氧體吸波材料性能最好，具有高吸收頻帶、高吸收率、匹配厚度薄的特點。這種材料應用在電子設備上，可以吸收泄漏的電磁輻射，消除電磁幹擾。根據電磁波在介質中從低磁導率到高磁導率的傳播規律，采用高導磁率鐵氧體來引導電磁波，通過振動吸收電磁波的大量輻射能量，再通過耦合將電磁波的能量轉化為熱能。2.吸波材料的形狀及應用2.1楔形微波暗室中使用的吸波材料往往做成楔形，是在泡沫塑料中混入碳細粉，再包裹壹層高強度的泡沫塑料作為保護層，這樣吸波材料即使受到外界撞擊也不會損壞。但隨著頻率的降低(波長的增加)，吸收體的長度大大增加。普通的楔形吸波體有壹個近似的關系L/λ≈1，所以在100MHz時楔形的長度達到了3 cm。在60MHz時，光楔的長度為5cm，這不僅在技術上難以實現，而且大大減少了微波暗室的有效可用空間。2.2單層平板形狀國外最早研制的吸收器是單層平板形狀。後來所有的吸波體都是直接貼在金屬屏蔽層上，金屬屏蔽層薄，重量輕，但是工作頻率範圍窄。2.2雙層或多層平板吸振器可在很寬的工作頻率範圍內工作，並可制成任何形狀。如日本NEC公司將鐵氧體和金屬短纖維均勻分散在合適的有機高分子樹脂中制成復合材料，工作頻帶可展寬40% ~ 50%。其缺點是厚度大，工藝復雜，成本高。2.4塗層形狀只能是在飛機表面塗覆吸波材料，為了拓寬頻帶，壹般采用復合塗層。如鋰鎘鐵氧體塗層厚度為2.5mm~5mm ~ 5 mm時，在厘米波段可衰減8.5dB當尖晶石鐵氧體塗層厚度為2.5mm時，可衰減24dB在9GHz。當鐵氧體的氯丁橡膠塗層厚度為1.7 mm ~ 2.5 mm時，在5 GHz ~ 10 GHz處衰減達到30dB左右。2.5結構形狀將吸收性材料融入工程塑料中，使其兼具吸收特性和承載能力，是吸收性材料的壹個發展方向。近年來，為了進壹步提高吸收劑材料的性能，國外開發了幾種形狀組合的復合吸收劑。例如日本用這種吸波體制作的微波暗室，其性能為:136MHz，25dB；300MHz，30dB500MHz，40dB1GHz~40GHz，45dB .3吸波材料的工程應用在日益重要的隱身和電磁兼容(EMC)技術中，電磁波吸波材料的作用非常突出，已經成為現代軍事中電子對抗的法寶和“秘密武器”，其工程應用主要在以下幾個方面。3.1隱身技術通過在飛機、導彈、坦克、艦船、倉庫等各種武器裝備和軍事設施上塗覆吸波材料，吸收偵察無線電波，衰減反射信號。，從而突破敵方雷達的防禦區。這是反雷達偵察的有力手段，也是減少武器系統受到紅外制導導彈和激光武器攻擊的方法。例如，由於美國B-1戰略轟炸機塗有吸波材料，其有效反射截面僅為B-52轟炸機的1/50；在0H-6和AH-1G cobra直升機發動機整流罩上塗覆吸波材料，可使發動機的紅外輻射降低90%左右。1990年海灣戰爭中，第壹批進入伊拉克的F-117A飛機是塗有吸波材料的隱身飛機，有效避開了伊拉克的雷達監控。據悉，瑞典海軍近年來成功研制的世界上第壹艘隱身戰艦已經投入使用，美國、英國、日本、俄羅斯等國家都研制了自己的隱身坦克和其他隱身作戰車輛。此外，電磁波吸收材料還可用於隱蔽機場導航設備如著陸燈等地面設備，艦船桅桿，甲板，潛望鏡支架，潛艇通風管等。3.2提高整機性能。飛機機身反射電磁波產生的假信號可能導致高靈敏度機載雷達的誤截獲或誤跟蹤；當飛機或艦船上的幾部雷達同時工作時，雷達接收和發射天線之間的串擾有時會非常嚴重，飛機或艦船上的幹擾機也會對自身的雷達或通信設備產生幹擾。為了減少這種幹擾，國外常采用優良的吸波材料磁屏蔽來提高雷達或通信設備的性能。如果在雷達或通信設備的機身、天線及周圍所有幹擾物上塗上吸波材料，就能更靈敏、更準確地發現敵方目標。在雷達拋物面天線開口的四周壁上塗覆吸波材料，可以減少旁瓣對主瓣的幹擾，增加發射天線的作用距離，同時減少假目標反射對接收天線的幹擾。吸波材料在衛星通信系統中的應用將避免通信線路之間的幹擾，提高衛星通信機和地面站的靈敏度，從而提高通信質量。3.3安全防護由於大功率雷達、通信機、微波加熱等設備的應用，防止電磁輻射或泄漏，保護操作人員的健康，是壹個全新而復雜的課題。吸波材料可以達到這個目的。此外，電磁輻射是目前家用電器普遍存在的問題，合理使用吸收材料及其成分可以有效抑制電磁輻射。3.4微波暗室稱為微波暗室。暗室中可以形成無反射的等效自由空間(無噪聲區)，從周圍反射的電磁波比直接的電磁能量小得多，可以忽略不計。微波暗室主要用於測量雷達或通信天線、導彈、飛機、航天器、衛星的特性阻抗和耦合度，測量航天員使用的肩扛天線的方向圖，安裝、測試、調整航天器等。這樣既能消除外界雜波幹擾，提高測量精度和效率(在室內可以全天工作)，又能保密。