1．微波吸收材料简介
微波吸收材料是一种能够吸收电磁波而反射、散射和透射都很小的功能材料。根据电磁场理论，材料的吸波特性与材料的相对介电常数和相对磁导率密切相关。
按照吸波机理，吸波材料分为电损耗和磁损耗型，其实质都是电磁能量的转换与损耗。其中，电损耗又可分为电阻损耗和介电损耗。
电阻型吸波材料主要靠材料在电磁场中的导电或漏电损耗能量，材料的体积电阻率越小，吸波效果越佳，但材料的电阻率的降低却增加了材料的反射能力，以至自由空间的电磁波难以进入材料的内部，不能达到吸波的目的。电阻型吸波材料中所用的吸收剂主要以碳黑、碳化硅及特种碳纤维为代表。
电介质型吸波材料主要是靠其在电磁场中的反复极化损耗能量，电介质材料的介电常数增加或损耗角正切增加都会提高吸波率，但介电常数的增加将导致材料表面反射能力的增强，不利于电磁波进入材料内部而被吸收，为了提高吸收效果，只有设法提高材料的介电损耗角正切。电介质型吸波材料中所用的吸收剂主要以聚苯胺、聚吡咯等导电聚合物和钛酸钡等铁电陶瓷为代表。
磁介质型吸波材料对电磁场的损耗主要是磁滞损耗、涡流损耗、畴壁位移损耗、剩磁损耗以及共振损耗等多种损耗共同作用的结果。磁性吸波材料中所用的吸波剂大多是铁氧体、羰基铁粉、金属微粉等磁性材料，通过它们与粘合剂以不同的比例、复合方式等途径来调整吸波材料的参数，达到吸波的目的。
根据用途可将吸波材料分为涂层吸波材料和结构型吸波材料，其关键是选择和调整材料的复电磁参数(μ，ε)，以满足吸波材料的电磁性能要求。为了增强实用性，满足各种应用场合的特殊要求，吸波材料必须具有质轻、带宽、吸收强、稳定性好、可设计性强和使用方便等特点。
为了获得性能优异的吸波材料，世界各国都在致力于开发新型吸波机制、高性能吸收剂、高性能吸波树脂和纤维及发展多功能吸波材料。
新型吸波机制主要包括电路模拟吸收机制、手征媒介吸收机理、等离子体吸收机制、纳米材料吸收机制及智能材料吸收机制等。
近十年来，晶须材料、纳米材料、陶瓷材料、手征材料和导电高分子材料等新材料正在逐步应用到吸波材料中，使吸波材料更加薄型化、轻量化、吸收效果更好和适应性更强。发展多功能化的吸波材料，包括吸波/承载一体化、电磁介质复合化、耐高温、智能化、轻量化和宽频化、多频谱兼容等，是今后一段时期内吸波材料的发展方向。
2．微微波吸收材料的应用
随着现代雷达与微波电子技术的飞速发展，微波吸收材料的应用领域也越来越广，主要应用范围包括：
2.1 军用领域
（1）提高雷达对目标探测的准确度
雷达在工作时由于其附近某些多重反射、杂乱回波及彼此干扰而影响系统的正常工作性能和可靠性，吸波材料可以抑制这些干扰，改善天线方向图，提高雷达侧向测距的准确度。
（2）军用目标隐身
现代军用目标，无论是飞机、导弹或是潜艇、战舰，其发展趋势是要求更高战技性能，即高速、高机动、低空突防和下视探测能力等，同时要求提高自身的生存力。目前探测飞行器的主要手段仍是雷达和红外，采取对雷达隐蔽措施以使雷达发现的概率降至最小，很重要的手段就是减小目标的雷达反射截面积（RCS）。因此，军用目标隐身是提高摧毁敌方目标的命中率和自身生存的重要保障。例如，在海湾战争中隐身飞机出动的架次仅占飞机出动总架次的2%，但它摧毁的目标数量占被摧毁目标总数的40%。
（3）信息安全
据报道，普通计算机辐射带信息的电磁波，可在1000m以外被接受和复现，会造成重要的军事情报的泄密。现代战争中电子设备高度密集，伴随出现代四维战场—电磁战，其中防信息泄密是作战取胜的重要保证。
2.2微波暗室
室外测量目标的雷达散射截面（RCS）受气候的影响较大，而且容易遭受卫星的侦察，安全系数小，因此，微波暗室测量RCS可以消除这些不利因素。然而，微波暗室的墙壁对微波的反射直接影响测量RCS的精确度，因此在暗室的四周墙壁上覆盖吸波材料了就可以消除或减小墙壁对微波反射的影响。
2.3 国民经济领域
电磁波辐射的危害很大，直接影响各种电子设备的正常运行，全球每年造成的经济损失高达数亿美元。例如，电磁信号干扰飞机的正常起飞，使核电站无法正常运转，电磁信息泄露使经济情报泄密，等等。因此，电磁波吸收材料和屏蔽材料在国民经济的各个领域的应用越来越广，几乎涉及到与无线电或电子、电气技术相关的所有领域。
2.4公民健康
特别值引起注意的是电磁污染（第四大公害）正在严重的威胁着人类的健康。据我国一些城市的电磁污染调查表明，有的城市广播电视台周围的电磁场强度水平10内来增加了1000多倍，大大超过了国际规定的公众防护标准（10 V/m）。据统计，我国手机的电磁波辐射剂量已超过国家对人体电磁辐射安全标准的20多倍。科学研究证明，电磁波可导致人体内温度异常升高、中枢神经功能失调，出现头昏、记忆力减退以及胸闷心悸、心动过缓或过速、血压升高或下降、生殖功能和性功能下降、脱发、视网膜病变以及生理代谢障碍等。值得遗憾的是，如此严重的电磁波污染，居然还没有引起政府和公民的高度重视！可以预见，民用领域的吸波材料，例如具有吸波功能的建筑材料、涂料、塑料、纤维、陶瓷等的研究和开发将成为本世纪初的热点内容，这也是近年来本课题组的主要研究方向之一。
|
