人類對吸波材料的研究始于二戰期間,西方國家為實現軍事領先,投入巨資研究吸波材料。而今,隨著電信業的迅速發展,吸波材料的應用被深入到通訊抗干擾、環保及人體防護等諸多領域。
電磁輻射是通過熱效應、非熱效應、累積效應對人體造成直接或間接的傷害,將吸波材料用于電器、通訊業,可以使電磁輻射降低到國家衛生安全限制以下,即38微米/平方厘米,以確保人體健康。
將吸波材料用于高功率雷達、微波機械上,能防止機械運動產生的電磁波泄漏,保護操作人員免受電磁輻射的傷害。
吸波材料有很多種。科學界的研究證實,電磁波吸波材料中的高磁導率鐵氧體吸波材料為最佳,它具有較高的吸收頻段、高吸收率、匹配厚度較薄等特點。
根據電磁波在介質中從低磁導向高磁導方向傳播的規律,利用高磁導率鐵氧體引導電磁波,當各向異性的自旋矩與外加的電磁輻射頻率一致時,必然發生共振,這樣就可以大量吸收外界的電磁輻射能量,再通過磁矩自身的旋轉-藕合,把電磁波的能量轉變成熱能的形式耗散。
怎么證明電磁波被吸波材料吸收了呢?讓我們來做一下測試和比較:為了消除外界電磁波干擾,材料測試需要在暗室中進行。暗室由吸收體構成,而且六個面均完全被吸收體覆蓋。測試系統由信號發生器和頻譜儀構成。測試吸波材料的吸收性能時,將喇叭天線蓋在材料上,啟動信號發生器發出一定強度的電磁波。當使用吸材料時,從頻譜儀上可以看到微弱的電磁波信號,證明電磁波被材料吸收而轉變成熱能耗散。當把鐵氧體換成金屬材料時,從頻譜儀上能看到很強的電磁波信號,證明金屬沒有吸收作用。
1996年1月1日,歐盟頒布了CE標準,規定凡是電子產品、通信產品以及一電子設備要投放市場,就必須通過電磁兼容指標的檢查,達不到電磁兼容指標的,不允許投放市場。
電磁吸波材料作為材料科學的分支,其應用的廣泛,很可能使之在世紀之交成為新產業,成為電子信息的基礎產業,也必將為重塑人類的潔凈空間作出巨大貢獻。
考點訓練
1.下列對“吸波材料”的解說正確的一項是( )
A.吸波材料是一種能抵擋并消除電磁輻射的材料。
B.吸波材料用于電器、通訊業,可以使電磁輻射降低到38微米/平方厘米以下。
C.吸波材料用于高功率雷達、微波機械上,能保護操作人員免受傷害。
D.吸波材料具有較高的吸收頻段,高吸收率,匹配厚度較薄等特點。
2.第六段中“這樣就可以大量吸收外界的電磁輻射能量”的“這樣”指的是( )
A.電磁波在介質中從低磁導向高磁導方向傳播的規律
B.利用高磁導率鐵氧體引導電磁波
C.當各向異性的自旋矩與外加的電磁輻射頻率一制時,必然發生共振
D.必然發生共振
3.下列對文章內容的推斷不正確的一項是( )
A.電磁輻射對環境的影響日益增大,為此,我們必須尋找吸波材料。
B.電磁輻射強的產品將不允許投入市場。
C.吸波材料的研究始于二戰期間,在軍事領域發揮了巨大的作用。
D.吸波材料的廣泛應用,也必將使人類的生存空間變得越來越“潔凈”。
【劉新明/設題】
答案:
《尋找吸波材料》
1.B(A應為“削弱”,C應為“免受電磁輻射的傷害”,這里擴大了范圍;D應為“高磁導率鐵氧體吸波材料”的特點,這里擴大了范圍。)
2.C
3.C(文中無依據。)