常见非结构型吸波材料

常见非结构型吸波材料
1、铁氧体吸波材料
自然共振是铁氧体吸收电磁波的主要机制。所谓自然共振是指铁氧体在不加外恒磁场的
情况下，由入射的交变磁场和晶体的磁性各向异性等效
场Ｈｋ共同作用产生的进动共振。当交变磁场的角频率ω和晶体的磁性各向异性等效场
Ｈｋ所决定的本征角频率ωｋ相等时，铁氧体吸波材料
将大量吸收电磁波能量。本征角频率ωｋ由下式确定ωｋ＝γＨｋ，式中γ为旋磁比。
按微观结构的不同，铁氧体可分为尖晶石型、石榴石型
和磁铅石型，它们均可作吸波材料。许多研究表明，三种铁氧体中六角晶系磁铅石型吸
波材料的性能最好。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；其次六角晶系磁铅石型铁氧体具有较高的磁性
各向异性等效场，因而有较高的自然共振频率。
铁氧体吸波材料已广泛应用于隐身技术，如Ｂ-２隐身轰炸机的机身和机翼蒙皮最外层涂
敷有镍钴铁氧体吸波材料，ＴＲ-１高空侦察机上也使
用了铁氧体吸波涂层。当面密度约５ｋｇ／ｍ２、厚度约２ｍｍ时，铁氧体吸波材料在
（8～18）ＧＨｚ频带内吸收率均可低于－10ｄＢ。铁
氧体吸波材料具有吸收强、频带较宽及成本低的特点，但它也具有密度大、高温特性差
等缺点。实验研究表明，当温度由25℃变化至100℃时，
铁氧体吸波材料的吸波性能呈下降趋势，而高速飞行器（如“米格”25），要求吸波材
料在600℃以上工作。铁氧体吸波材料的研究最近又有
新进展。研究表明，在较低温度下，通过硬脂酸凝胶法可制备六角晶系铁氧体纳米晶，
其电磁参数易于调节、介电常数较低（与粉体相比）、
粒度均匀，吸波性能优于铁氧体微粉。
2、纳米吸波材料
纳米材料是指材料组分特征尺寸在（0.1～100）nm的材料。它具有极好的吸波特性，具
有频带宽、兼容性好、质量小和厚度薄等特点，是一种
有发展前途的雷达吸波材料。美、俄、法、德、日等国都把纳米吸波材料作为新一代雷
达吸波材料进行探索与研究。美国已研制出一种称作
“超黑粉”的纳米吸波材料，其对雷达波的吸收率高达99％，目前正在研究覆盖厘米波
、毫米波、红外、可见光等波段的纳米复合材料。法国
最近研制成功一种宽频吸波涂层，它由粘结剂和纳米级微屑填充材料构成。纳米级微屑
由超薄不定形磁性薄层及绝缘层堆叠而成，磁性层厚度
为３nm，绝缘层厚度为５nm。绝缘层可以是碳或无机材料。这种宽频吸波涂层的具体制
备过程为：
(1)通过真空沉积法将NiCo合金和SiC沉积在基体上，形成超薄电磁吸收夹层结构；
(2)将超薄夹层结构粉碎为微屑，然后再均匀分散于粘结剂中。据报道，这种多层薄膜叠
合而成的夹层结构具有很好的微波磁导率，其磁导率的
实部和虚部在（0.1～10）GHz宽频带内均大于６。与粘结剂复合成的吸波涂层在50MHz～
50GHz频率范围内具有良好的吸波性能。
纳米薄膜或纳米多层膜具有优异电磁性能，做成纳米结构的微米粉作吸收剂，适合于隐
身材料宽带优化设计。纳米吸波材料对电磁波特别
是高频电磁波具有优良的吸收性能，但其吸收机制尚需进一步研究。一般认为，它对电
磁波能量的吸收由晶格电场热运动引起的电子散射、
杂质和晶格缺陷引起的电子散射以及电子与电子之间的相互作用。
3、多晶铁纤维吸波材料
多晶铁纤维吸波材料的研究始于80年代中期，它包括Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ及其合金纤维。
多晶铁纤维具有独特的形状各向异性，粘结剂中多晶铁
纤维层状取向排列所形成的多晶铁纤维吸波涂层，可在很宽的频带内实现高吸收率，质
量比传统金属微粉吸波材料减轻40％～60％。涂层质量
仅为（1.5～2.0）kg／ｍ２，克服了大多数磁性吸波材料存在的严重缺陷，这是一种轻
质磁性雷达吸波材料。
4、手征性吸波材料
手征材料特征是指物体与其镜像不存在几何对称性，而且不能使用任何方法使物体与镜
像相重合。目前的研究表明，手性材料能够减少入射电
磁波的反射并能吸收电磁波。与其它ＲＡＭ相比，手性材料具有两个优势：一是调整手
性参数比调节介电常数和磁导率更容易，绝大多数
ＲＡＭ的介电常数和磁导率很难满足宽频带的低反射要求；二是手性材料的频率敏感性
比介电参数和磁导率小，易于拓宽频带。手性材料在实
际应用中主要可分为本征手性材料和结构手性材料，前者自身的几何形状（如螺旋线等
）就使其成为手性物体，后者是通过其各向异性的不同
部分与其它部分形成一定角度关系而产生手性行为使其成为手性材料。由于手性材料的
研究尚处于初始阶段，还有很多技术难点有待于突破，
因此目前还不能用于实际中。
5、智能型隐身材料
智能型材料是一种具有感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应的功
能的材料系统或结构。目前这种新兴的智能材料和结构
已在军事和航空航天领域得到了越来越广泛的应用。同时，这种根据环境变化调节自身
结构和性能，并对环境作出最佳响应的概念，也为隐身
材料和结构的设计，提供了一个崭新的思路，使智能隐身目标的实现成为可能。

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