淺談多層結構吸波復合材料

安瑩瑩

邯鄲市邯山區環衛局，河北邯鄲 056001

淺談多層結構吸波復合材料

安瑩瑩

邯鄲市邯山區環衛局，河北邯鄲 056001

雷達探測技術的發展帶來了吸波材料迅速發展，目前吸波材料作為一種高新軍事技術，成為世界各國重點研究的對象，隨著技術創新的逐步推進，新型吸波復合材料及對應的隱身技術的開發被提上日程。本文主要研究了吸波材料的分類和發展，并對多層吸波材料的吸波機理進行分析，期望能夠研究出一種面密度小，力學性能可靠，綜合性能優良的新型吸波材料。

吸波材料；復合；多層結構

1 吸波材料的分類及發展

1.1 吸波材料的分類

今年，雷達吸波材料（RAM）的研發在很大程度上影響著隱身材料的發展。因為雷達吸波材料技術是雷達隱身措施的重要技術之一，我們可以將它按照結構分為兩類，即結構型吸波材料和涂覆型吸波材料。

1）結構型吸波材料。結構型雷達吸波材料一般是通過吸波劑分散到特種纖維（比如玻璃纖維、石英纖維等）增強的結構材料中，從而形成結構復合材料，結構型吸波材料的最突出的特點就是既能承載又能夠減小目標的雷達散射截面；

2）涂覆型吸波材料。涂覆型雷達吸波材料一般通過把吸波劑與粘接劑按照一定比例混合之后涂覆于目標表面，從而形成吸波涂層。涂覆型吸波材料的優點是成本低且施工方便，它非常適合用于復雜外形，然而其缺點是耐候性差、粘結性差且耐高溫性能差。

1.2 傳統吸波材料研究進展

l）以鐵氧體吸收劑為主體的吸波材料

在以往的研究中，對鐵氧體吸波材料的研究相對比較多也較成熟。因為鐵氧體吸收劑在高頻的環境下其磁導率和電阻率都較高，因此電磁波就較易進入并且能夠快速的衰減，所以鐵氧體吸收劑就被廣泛的應用在雷達吸波材料的研究中。

鐵氧體吸收劑與磁性金屬粉相比較，它的優點是具有良好的頻率特性、相對磁導率大且相對介電常數小，所以鐵氧體吸收劑適用于匹配層的制作，并且在低頻拓寬技術方面具有很好的應用前景，但是鐵氧體吸收劑也存在缺點，比如密度較大且溫度的穩定性比較差。

2）以氧化鋅晶須吸波劑為主體的吸波材料

我們知道，氧化鋅是一種具有許多功能的金屬氧化物，這種材料大量的應用于輕工、國防、化工和電子等領域。以氧化鋅為基礎生長成為單晶微纖維狀的氧化鋅晶須不但具有單晶體的高強度特性，同時也具有氧化鋅的多功能的特性。氧化鋅晶須中的四針狀氧化鋅晶須的微觀晶體結構與一般的氧化鋅粉并沒有本質的區別。

2 多層吸波材料吸波機理分析

2.1 多層吸波材料的設計

材料分為3層，吸波層一含42wt%的鐵氧體、吸波層二含60wt%鐵氧體、吸波層三含6wt%純化碳納米管。

通過模具控制總厚度在4mm，因為試驗總共是8層玻璃纖維，所以每層的厚度大致是0.5mm，吸波層一由4層玻璃纖維構成，所以厚度是2mm，吸波層2由2層玻璃纖維構成，所以厚度是1mm，吸波層三也是由2層玻璃纖維構成，所以厚度是1mm。

2.2 實驗步驟

l）將玻璃布裁減成規格為200mm×200mm，并記錄其重量；2）在其中加入固化劑等原料，并進行充分攪拌；3）在玻璃布上涂上已經制備好的膠液；4）在陰涼處放置1h～2h；5）裁剪預浸料，按一定的尺寸和設計方案把3層吸波劑涂刷在相應的預浸料上，并預定方案疊放；6） 6.5MPa條件下加熱到105℃，保溫90min，卸壓、降溫、脫模。

2.3 結果

在試驗中，存在各種各樣的影響因素，如電磁參數測量中存在的偏差、試驗制備過程中存在的結構誤差（吸波層的厚度、材料表面的光滑度等）、設計計算過程中存在的誤差等。這些干擾會影響試驗模擬結果，但是我們通過觀察試驗結果發現，模擬結果的吸波性能變化曲線與試驗測量結果幾乎一致，試驗過程中的偏差并沒有對試驗結果的科學性構成重要影響。

3 傳統吸波劑對吸波性能的影響

在研究過程中，我們為了提高頻率選擇表面吸波材料在中低頻段的吸波效果，可以通過以下方法來進行改善，就是在材料底部加入1層～2層的吸波層，這個吸波層必須由70%的羰基鐵粉或者鐵氧體制備而成。

出現這種現象的原因，我們在試驗總結中認為，主要是因為玻璃纖維下部的金屬層，這層金屬層加強了纖維材料的反射能力，從而使得玻璃纖維表面電流減小，使得其承擔的瞬態電壓降低，抵消了一部分電阻損耗的能力。

[1]Shiva Jiang, Laying Xing, Binate Li. Study on a novel radar absorbing structure composite.Materials Science Forum，2005，475-479：1011-1014.

[2]趙東民.含碳納米管微波吸收材料的制備及微波吸收性能 研究[J].無機材料學報，2005，20(3)：612-621.

[3]Lee T W, Carrillo Gala D L.Simple formulas for transmission through periodic metal grids or plates. IEEE Trans Antenna PropaQate，1982：AP-30(5)：911-915.

[4]趙振聲.多晶鐵纖維微波吸收劑的分級改性應用初探[J]. 磁性材料及器件，2004，3：32-34.

[5]Ferroelectric liquid crystal display device and driving system thereof for driving the display by an integrated scanning method[P].USP5298913，1994.

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1674-6708（2010）28-0145-01