吸波材料的應(yīng)用

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁波輻射對(duì)環(huán)境的影響日益增大。在機(jī)場(chǎng)，飛機(jī)航班因電磁波干擾無(wú)法起飛而誤點(diǎn);在醫(yī)院，移動(dòng)電話常會(huì)干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此，治理電磁污染，尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料，已成為材料科學(xué)一大課題。

　　所謂吸波材料，指能吸收投射到它表面的電磁波能量的一類材料。在工程應(yīng)用上，除要求吸波材料在較寬頻帶內(nèi)對(duì)電磁波具有高的吸收率外，還要求它具有質(zhì)量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能。

　　電磁輻射通過(guò)熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)、累積效應(yīng)對(duì)人體造成直接和間接的傷害。研究證實(shí)，鐵氧體吸波材料性能最佳，它具有吸收頻段高、吸收率高、匹配厚度薄等特點(diǎn)。將這種材料應(yīng)用于電子設(shè)備中可吸收泄露的電磁輻射，能達(dá)到消除電磁干擾的目的。根據(jù)電磁波在介質(zhì)中從低磁導(dǎo)向高磁導(dǎo)方向傳播的規(guī)律，利用高磁導(dǎo)率鐵氧體引導(dǎo)電磁波，通過(guò)共振，大量吸收電磁波的輻射能量，再通過(guò)耦合把電磁波的能量轉(zhuǎn)變成熱能。

　　在日益重要的隱身和電磁兼容(EMC)技術(shù)中，電磁波吸收材料的作用和地位十分突出，已成為現(xiàn)代軍事中電子對(duì)抗的法寶和“秘密武器”，其應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面。

隱身技術(shù)

　　在飛機(jī)、導(dǎo)彈、坦克、艦艇、倉(cāng)庫(kù)等各種武器裝備和軍事設(shè)施上面涂復(fù)吸收材料，就可以吸收偵察電波、衰減反射信號(hào)，從而突破敵方雷達(dá)的防區(qū)，這是反雷達(dá)偵察的一種有力手段，減少武器系統(tǒng)遭受紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈和激光武器襲擊的一種方法。如美國(guó)B-1戰(zhàn)略轟炸機(jī)由于涂復(fù)了吸收材料，其有效反射截面僅為B-52轟炸機(jī)的1/50;在0H-6和AH-1G型眼鏡蛇直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的整流罩上涂復(fù)吸收材料后可使發(fā)動(dòng)機(jī)的紅外輻射減弱90%左右。在1990年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)首批進(jìn)入伊拉克境內(nèi)的F-117A飛機(jī)就是涂復(fù)了吸收材料的隱形飛機(jī)，它們有效避開(kāi)了伊拉克的雷達(dá)監(jiān)測(cè)。

改善整機(jī)性能

　　飛機(jī)機(jī)身對(duì)電磁波反射產(chǎn)生的假信號(hào)，可能導(dǎo)致高靈敏機(jī)載雷達(dá)假截獲或假跟蹤;一駕飛機(jī)或一艘艦船上的幾部雷達(dá)同時(shí)工作時(shí)，雷達(dá)收發(fā)天線間的串?dāng)_有時(shí)十分嚴(yán)重，機(jī)上或艦上自帶的干擾機(jī)也會(huì)干擾自帶的雷達(dá)或通信設(shè)備。為減少諸如此類的干擾，國(guó)外常用吸收材料優(yōu)良的磁屏蔽來(lái)提高雷達(dá)或通信設(shè)備的性能。如在雷達(dá)或通信設(shè)備機(jī)身、天線和周圍一切干擾物上涂復(fù)吸收材料，則可使它們更靈敏、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)敵方目標(biāo);在雷達(dá)拋物線天線開(kāi)口的四周壁上涂復(fù)吸收材料，可減少副瓣對(duì)主瓣的干擾和增大發(fā)射天線的作用距離，對(duì)接收天線則起到降低假目標(biāo)反射的干擾作用;在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中應(yīng)用吸收材料，將避免通信線路間的干擾，改善星載通信機(jī)和地面站的靈敏度，從而提高通信質(zhì)量。

安全保護(hù)

　　由于高功率雷達(dá)、通信機(jī)、微波加熱等設(shè)備的應(yīng)用，防止電磁輻射或泄漏、保護(hù)操作人員的身體健康是一個(gè)全新而復(fù)雜的課題，吸收材料就可達(dá)到這一目的。另外，目前的家用電器普遍存在電磁輻射問(wèn)題，通過(guò)合理使用吸收材料及其元器件也可有效地加以抑制。

微波暗室

　　由吸收體裝飾的壁面構(gòu)成的空間稱為微波暗室。在暗室內(nèi)可形成等效無(wú)反射的自由空間(無(wú)噪音區(qū))，從四周反射回來(lái)的電磁波要比直射電磁能量小得多，并可忽略不計(jì)。微波暗室主要用于雷達(dá)或通信天線、導(dǎo)彈、飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星等特性阻抗和耦合度的測(cè)量、宇航員用背肩式天線方向圖的測(cè)量以及宇宙飛船的安裝、測(cè)試和調(diào)整等，這既可消除外界雜波干擾和提高測(cè)量精度與效率(室內(nèi)可全天候工作)，還可保守秘密。

RFID/NFC無(wú)線充電隔磁片

　　吸波材料廣泛應(yīng)用于RFID/NFC和無(wú)線充電等領(lǐng)域，解決RFID/NFC面臨的金屬干擾問(wèn)題，做到了哪里干擾貼哪里，方便環(huán)保快捷，解決無(wú)線充電的發(fā)熱問(wèn)題，提高了無(wú)線充電的效率。

材料類型

　　1、具有柔性又薄的磁性負(fù)載橡膠吸波材料：調(diào)諧頻率吸波材料

　　調(diào)諧頻率吸波材料，或諧振頻率吸波材料，在離散頻率上具有極大的反射損耗的特性，通常衰減可達(dá)20dB。調(diào)諧頻率吸波材料提供了從1~40GHz窄帶吸收特性。

　　2、腔體諧振吸波材料

　　腔體諧振吸波材料被設(shè)計(jì)成，將其放在微波腔中時(shí)能表現(xiàn)出高的損耗特性。吸波材料將有效地通過(guò)衰減腔體諧振、諧振頻率或諧波來(lái)減小Q因數(shù)。在頻率從1~20 GHz時(shí)，腔體諧振吸波材料能吸收掉從法向和高角度入射的電磁波能量。

　　3、射頻吸波泡沫材料

　　表面波吸波材料

　　表面波吸波材料是具最強(qiáng)磁性負(fù)載的合成橡膠吸波材料。表面波吸波材料設(shè)計(jì)成具有最高的損耗特性，這種材料是用來(lái)鋪設(shè)在導(dǎo)電或金屬表面并吸收行波或表面波的。表面波吸波材料能吸收從1~20 GHz的行波或表面波能量。

　　低頻吸波材料

　　低頻吸波材料在亞微波頻段具有高衰減特性。材料被做成各種形狀的磁性顆粒，在頻率從1 MHz~3 GHz的范圍內(nèi)都呈現(xiàn)出高磁導(dǎo)率。

　　4、柔性介質(zhì)泡沫吸波材料

　　網(wǎng)織泡沫吸波材料

　　網(wǎng)織泡沫吸波材料是一種非常輕的導(dǎo)電碳加載的片狀材料，其能實(shí)現(xiàn)對(duì)法向和偏離法向方向入射電磁波的大幅度衰減。網(wǎng)織泡沫材料是用一個(gè)連續(xù)梯度涂層加工而成，從1~20 GHz頻率范圍內(nèi)都具有寬帶反射損耗的特性。

　　有損泡沫吸波材料

　　有損泡沫吸波材料是輕質(zhì)、低成本的碳加載板材。它是用均勻涂層加工而成，從1到20 GHz頻率范圍內(nèi)，具有高插入損耗特性。

　　5、射頻吸波材料

　　卷曲泡沫吸波材料

　　卷曲泡沫吸波材料是輕質(zhì)的碳加載片狀材料，它的幾何形狀類似于一個(gè)“蛋托”。材料上的錐形體結(jié)構(gòu)使其實(shí)現(xiàn)了從1~20 GHz的高反射損耗。

　　6、噴涂和灌注吸波材料

　　吸波填縫劑、油墨和涂料

　　吸波涂敷材料可以用于各種應(yīng)用技術(shù)制造，如噴涂，注射，或浸泡涂覆。該材料可以由各種粘度一或兩部分材料加工而成。