1、吸波材料介紹
1.1隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁波輻射對環(huán)境的影響日益增大。在機(jī)場，飛機(jī)航班因電磁波干擾無法起飛而誤點(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)的一大課題。
1.2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。
1.3電磁輻射通過熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)、累積效應(yīng)對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，通過共振，大量吸收電磁波的輻射能量，再通過耦合把電磁波的能量轉(zhuǎn)變成熱能。
2、吸收材料的形狀 及其應(yīng)用
2.1 尖劈形
微波暗室采用的吸收體常做成尖劈形，它是在泡沫塑料中摻入碳精粉然后再在外面包上一層高強(qiáng)度型泡沫塑料做保護(hù)層，這樣吸收體即使受到外界碰撞也不致?lián)p壞。但隨著頻率的降低（波長增長），吸收體長度也大大增加，普通尖劈形吸收體有近似關(guān)系式l/λ≈1，所以在100mhz時(shí)，尖劈長度達(dá)3cm；在60mhz，尖劈長度達(dá)5cm,不但在工藝上難以實(shí)現(xiàn)，而且微波暗室有效可用空間也大為減少。2.2單層平板形國外最早研制成的吸收體就是單層平板形，后來制成的吸收體都是直接貼在金屬屏蔽層上，其厚度薄、重量輕，但工作頻率范圍較窄。
2.2 雙層或多層平板形
這種吸收體可在很寬的工作頻率范圍內(nèi)工作，且可制成任意形狀。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(jī)高分子樹脂中制成復(fù)合材料，工作頻帶可拓寬40％～50％。其缺點(diǎn)是厚度大、工藝復(fù)雜、成本較高。
2.4 涂層形
在飛行器表面只能用涂層型吸收材料，為展寬頻率帶，一般都采用復(fù)合材料的涂層。如鋰鎘鐵氧體涂層厚度為2.5mm～5mm時(shí)，在厘米波段，可衰減8.5db;尖晶石鐵氧體涂層厚度為2.5mm時(shí)，在9ghz可衰減24db；鐵氧體加氯丁橡膠涂層厚度為1.7mm～2.5mm時(shí)，在5ghz～10ghz衰減達(dá)30db左右。
2.5 結(jié)構(gòu)形
將吸收材料摻入工程塑料使其既具有吸收特性，又具有載荷能力，這是吸收材料發(fā)展的一個(gè)方向。
近年來，為進(jìn)一步提高吸收材料的性能，國外還發(fā)展了幾種形狀組合的復(fù)雜型吸收體。如日本采用該類吸收體制成的微波暗室，其性能為：136mhz，25db；300mhz，30db；500mhz,40db;1ghz～40ghz,45db。
3 吸收材料的工程應(yīng)用
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)代軍事中電子對抗的法寶和“秘密武器”，其工程應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面。
3.1 隱身技術(shù)
在飛機(jī)、導(dǎo)彈、坦克、艦艇、倉庫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)爭中，美國首批進(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)，它們有效避開了伊拉克的雷達(dá)監(jiān)測。據(jù)悉，瑞典海軍近年來研制成功的世界上第一艘隱形戰(zhàn)艦已投入使用，美、英、日、俄等國均已研制出自己的隱形坦克和其它隱形作戰(zhàn)車輛。此外，電磁波吸收材料還可用來隱蔽著落燈等機(jī)場導(dǎo)航設(shè)備及其它地面設(shè)備、艦船桅桿、甲板、潛艇的潛望鏡支架和通氣管道等設(shè)備。
3.2 改善整機(jī)性能
飛機(jī)機(jī)身對電磁波反射產(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，國外常用吸收材料優(yōu)良的磁屏蔽來提高雷達(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)拋物線天線開口的四周壁上涂復(fù)吸收材料，可減少副瓣對主瓣的干擾和增大發(fā)射天線的作用距離，對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。
3.3 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題，通過合理使用吸收材料及其元器件也可有效地加以抑制。
3.4 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)可形成等效無反射的自由空間（無噪音區(qū)），從四周反射回來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量、宇航員用背肩式天線方向圖的測量以及宇宙飛船的安裝、測試和調(diào)整等，這既可消除外界雜波干擾和提高測量精度與效率（室內(nèi)可全天候工作），還可保守秘密。