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吸波材料介紹

吸波材料一般由基體材料和吸收介質複合而成,能將投射到它表面的電磁波能量吸收,並通過材料的介質損耗使電磁波能量轉化成為熱能或其他形式的能量。好的吸波材料具有質輕、耐溫、耐濕和抗腐蝕等性能,現今電子零件輕薄短小趨勢,其吸波材料發展也朝向”材料薄、重量輕、頻段寬、強度強”等。

吸波材料特性:

  • 最大限度地使入射電磁波進入到吸波材料內部,從而減少電磁波的直接反射。
  • 吸波材料對入射電磁波能產生有效吸收或衰減,即產生電磁損耗,使電磁波能量轉化為熱能或其他形式能,從而使電磁波在介質中被最大限度地吸收。

吸波材料分類:

  • 按研究時期可以分成傳統吸波材料和新型吸波材料
    傳統型按其微波損耗機理分為:電阻型吸波材料、電介質型吸波材料和磁介質型吸波材料。鐵氧體、鈦酸鋇、金屬微粉、石墨、碳化矽、導電纖維等屬傳統吸波材料,它們通常都具有吸收頻帶窄、密度大等缺點。其中鐵氧體吸波材料和金屬微粉吸波材料研究較多,性能也較好。
    新型吸波材料包括:納米材料、多晶鐵纖維、手性材料、導電高聚物吸波材料、等離子體吸波材料和可見光、紅外及雷達兼容吸波材料等。新型吸波材料包括納米材料、手性材料、導電高聚物、多晶鐵纖維及電路模擬吸波材料等,它們具有不同于傳統吸波材料的吸波機理。其中納米材料和多晶鐵纖維是眾多新型吸波材料中性能最好的2種。
  • 從吸波原理上可以分成電吸收型、磁吸收型
  • 吸波材料大體可以分成塗層型、板材型和結構型
  • 從結構上可以分為吸收型、干涉型和諧振型等吸波結構
    吸收型吸波材料本身對雷達波進行吸收損耗,基本類型有複磁導率與複介電常數基本相等的吸收體、阻抗漸變“寬頻”吸收體和衰減表面電流的薄層吸收體;干涉型則是利用吸波層表面和底層兩列反射波的振幅相等相位相反進行干涉相消,如1/4波長“諧振”吸收體,這類材料的缺點是吸收頻帶較窄
  • 吸波材料的損耗機制分類
    • 電阻型損耗:此類吸收機制與材料的導電率有關的電阻性損耗,即導電率越大,載流子引起的宏觀電流(包括電場變化引起的電流以及磁場變化引起的渦流)越大,從而有利於電磁能轉化成為熱能。
    • 電介質損耗:它是一類與電極有關的介質損耗吸收機制,即通過介質反復極化產生的“摩擦”作用將電磁能轉化成熱能耗散掉。電介質極化過程包括:電子雲位移極化,極性介質電矩轉向極化,電鐵體電疇轉向極化以及壁位移等。
    • 磁損耗:此類吸收機制是一類與鐵磁性介質的動態磁化過程有關的磁損耗,此類損耗可以細化為:磁滯損耗,旋磁渦流、阻尼損耗以及磁後效效應等,其主要來源是與磁滯機制相似的磁疇轉向、磁疇壁位移以及磁疇自然共振等
  • 吸波材料應用:
    吸波材料應用於各類電子產品,如電視、音響、VCD機、電腦、遊戲機、微波爐、移動電話中,可以使電磁波洩露降到國家衛生安全限值(10微瓦每平方釐米)以下,確保人體健康。將其應用于高功率雷達、微波醫療器、微波破碎機,能保護操作人員免受電磁波輻射的傷害。

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