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电磁波吸收质料的剖析

宣布时间 :2021-10-18 阅读 : 289

电磁波吸收质料的剖析 触及 质料迷信 、电磁场实际 、电磁波吸收质料和吸收体实际 、盘算数学等,随着质料设计实际 和要领的逐渐 遭到 注重 ,电磁波吸收质料的剖析 逐渐 成为EMC和质料迷信 中的一个主要 分支。从实际 下去 讲EMC手艺 对电磁波吸收质料的基本 规则有两点:


(1)无反射(既完全吸收);


(2)吸收频带尽量 的宽。 


寻觅 无反射吸收质料的新设计要领不时 是人们追求 的目的,但吸收质料也同屏障 质料一样存在着对电磁波的反射手艺 。虽然到如今 为止人们已经剖析 了很多 的电磁波吸收质料,可是 还无法做到无反射吸收。但在理想 运用 中,电子和电气装备 规则的电磁波吸收质料少数 是低反射率的的电磁波吸收质料。 


如今 外洋正在研制和已经适用 化的吸波质料和吸波体主要 有以下多种:[3-13] 


(1) 铁氧系统 列吸波质料(镍锌铁氧体、锰锌铁氧体、钡铁氧体等):因为 铁磁质料的共振吸收和磁导率的频散效应,铁氧体质料具有吸收强、频带宽的低贱 ,被普遍 地应在种种隐身手艺 范围 。日本NEC公司剖析 的铁氧体吸波质料厚度为3.8mm和0.9mm的两层组成,单元面积质量8kg/m2,衰减-20dB的带宽为8.5~12.2GHz,衰减-10dB时带宽为6~13GHz。 


(2) 微粉吸波质料:微粉质料(特别 纳米吸波质料)因为 其奇特 的物理化学性子 而遭到 各方面的注重 ,对电磁波的反射小、吸收高,是说说值得注重 的新质料,在超微粉质料的颗粒中外貌原子占整个颗粒原子的较大比例,外貌原子因为 悬挂键、空键较多,其活性大大增添 。当电磁波入射到这类粒子上时,分子、电子的运动加剧,电磁能转化为热能的效率高,电磁消耗 大,其透射和吸收功用 取决于粒度巨细,运用 这个特点可以完成 层间匝配和展宽频带的目的。例如,由纳米碳化硅纤维为基材制成的电磁波吸收体在8~12GHz的频率规模内,抵达 -15dB吸收的带严惩 于1GHz,经特殊处置赏罚 过的碳纤维在雷达波段具有较好的运用 价值。关于 金属粉如羟基Fe粉、Ni粉、Co粉,其粒径一样往常 在10~50nm之间,也遭到 了普遍 的剖析 ,但因为 抗氧化等功用 较差其运用 性遭到 限制。 


(3) 多晶铁磁性金属纤维:多晶铁磁性金属纤维具有奇特 的外形 特征和复合消耗 机理(磁消耗 和介电消耗 ),具有重量 轻(密度<2kg/m2)、频带宽(4~18GHz)和斜入射功用 好的低贱 ,以及可经过 调治纤维的长度、直径及陈列 方式调治吸波体的电磁参数,是说说值得剖析 的吸波质料。 


(4) 希克夫盐基视黄脂:像石墨一样呈玄色,吸波功用 优于其它质料,而重量 只要 铁球吸波质料的1/10。这种质料的吸波频带宽,从长波到8mm波段都有用 ,经过 离子位移方式它将电磁波能量一切 转换成热能,但质料自己 的温升其实不 显着 。 


(5) 电介质陶瓷吸波质料:PZT(锆钛酸铅)、BaTiO3 等电介质质料也具有优秀 的吸波效果,但吸收带宽小。 


(6) 导电高分子质料:和其它吸波质料相比具有密度小(只要 铁氧体的1/5)的特点,经过 夹杂 调治电导率来控制其吸波功用 ,外洋报导 在毫米波段具有-10dB和12GHz的带宽。 


(7) 手性吸波质料:它和深刻 质料相比最大的特点具有手性参数,在其中撒播 的电磁波只能是左旋或右旋的圆偏振波,其下风 在于调治手性参数就可以 调治阻抗婚配 ,而且比调治μ、ε容易得多;另外,它的频率敏理性 低,易于完成 宽频吸收。该质料适用 的手艺 一旦有所打破 ,将对EMC手艺 发作 严重 滋扰。 


1.2 电磁波吸收体 


上述几类质料是如今 所剖析 和开发的主要 吸收体用质料,但是 就如今 的剖析 和消费 水平 而言,接纳单一质料做成吸收体完成 宽频带的吸收是不理想 的,而且无法处置 无反射手艺 。理想 运用 中一样往常 较少接纳单一的质料和直接运用 ,而是接纳电磁波吸收体的方式 。 


电磁波吸收体是为了取得 最佳电磁波吸收效果而结构 化的电磁波吸收质料,它可以以商品的方式 泛起。国际上多接纳复合化和结构 设计要领来处置 某一频段的吸收手艺 ,并在军用上最先取得 运用 ,像B-2、YF-22、YF-23等隐形飞机都接纳了却 构化吸收体。 


电磁波吸收体的剖析 是以吸收质料的剖析 为基础 ,如今 已取得 适用 化的吸收体结构 有: 


(1) 单层结构 :表现 为复合质料的单涂层和单层吸收体。 


(2) 几层结构 :由透波层、阻抗婚配 层、吸收层以及反射背衬等组成。设计中经常 要用到入射波和反射波相互 抵消手艺 ,此时虽然会泛起照应 的吸收峰但其吸收带宽遭到 滋扰。 


如今 美、日、西欧国度 在电磁波吸收体的剖析 上处于天下 抢先 职位,它们已划分剖析 出了毫米厚度的民用电磁波吸收体。最先进的吸收体结构 是美国用在军用隐身飞机上的电磁波吸收体结构 ,这种结构 可以在较宽的频带内使雷达波的反射降低7~10dB。 


我国的吸波质料和电磁波吸收体的实验室剖析 最先 于80年月 ,90年月 中前期 进入较周全 的剖析 阶段。相对 外洋来讲,无论是质料剖析 和电磁波吸收体的剖析 方面全体 上处于跟踪和探求 阶段,但在某些方面上取得 了很好的趋向 ,并构成 了一些自己 的特征 。其剖析 重点大多是某种吸波质料的剖析 ,关于 吸收体的设计要领剖析 相对 较少。关于 吸收体设计要领的剖析 主要 集中于单层和几层结构 的设计上。可是 因为 质料自己 的吸收频带宽度、阻抗婚配 、粘合剂参与 形成 吸波特点降高等 滋扰。 


总体下去 讲吸波质料和电磁波吸收体的实际 剖析 和运用 剖析 仍在趋向 之中,还没有构成 成熟的实际 。电磁波吸收体在分别 的电器产品 时,其EMC所需求 的频带和带宽可以经过 质料刷新 来完成 ,最大的手艺 是阻抗婚配 手艺 。但值得欣喜 的是我国很多 电器消费 厂家已对产品 EMC手艺 日渐关注,并投入实力 剖析 ,可是 作为商品化的电子产品 用电磁波吸收质料的剖析 尚需增强 。