如何吸收雷達波
作者:化工綜合網發布時間:2022-04-02分類:膠粘劑瀏覽:104
吸波涂料一般根據吸收劑不同可分為以下種類:
1 鐵氧體吸波涂料鐵氧體吸波涂料因為價格低廉 , 吸波性能好 , 即使在低頻、厚度薄的情況下仍有良好的吸波性能 , 在米波至厘米波范圍內 , 可使反射能量衰減 17 ~ 20DdB , 從 50 年代至今仍被廣泛應用。按微觀結構的不同 , 鐵氧體可分為六角晶系鐵氧體、尖晶石型鐵氧體和稀土石榴石型鐵氧體三類。作為吸波材料應用最為廣泛的是尖晶石型鐵氧體 , 由于尖晶石型鐵氧體的介電常數 ε′ 和磁導率 μ′ 比較低 , 用純鐵氧體難以滿足高性能的雷達波吸收材料的要求 , 但是把鐵氧體粉末分散在非磁性體中而制成的復合鐵氧體 , 則可以通過鐵氧體粉末的粒徑、鐵氧體粉末與非磁性體的混合比以及鐵氧體組成來控制其電磁參數。目前已研制并廣泛應用的有 Ni - Zn 、 Li - Zn 、 Ni - Mg - Zn 、 Mn - Zn 、 Li -Cd 、 Ni - Cd 、 Co - Ni - Zn 、 Mg - Cu - Zn 等鐵氧體。
2 羰基鐵吸波涂料
羰基鐵吸收劑是目前最為常用的雷達波吸收劑之一 , 它是一種典型的磁損耗型吸波材料 , 磁損耗角可達 40 °左右 , 與高分子粘結劑復合成的吸波涂料具有吸收能力強、應用方便等優點。但是由于羰基鐵吸收劑存在著比重大 , 在涂料中體積占空比一般都大于 40 % , 因此導致這種吸波涂料仍存在面密度大的缺點。近期歐洲GAMMA 公司研制了一種新型吸波涂料 , 這種吸波涂料采用以羰基鐵單絲為主的多晶鐵纖維作為吸收劑 , 可在很寬的頻帶內實現高吸收率 , 由于這種吸收劑體積占空比為 25 % , 因此重量可減輕 40 % ~ 60 % 。目前 , 該吸波涂料已應用于法國國家戰略防御部隊的導彈和飛行器 , 同時正在驗證用于法國下一代戰略導彈彈頭的可能性。
3 金屬超細粉末或金屬氧化物磁性超細粉末吸波涂料
這類吸波涂料一般是由金屬超細粉末或金屬氧化物磁性超細粉末與高分子粘結劑復合而成。由于作為吸收劑的金屬超細粉末或金屬氧化物磁性超細粉末的細化 , 使其組成粒子的原子數目大大減少 , 磁、電、光等物理性能發生質的變化 , 磁損耗較大。這種吸波涂料可以通過調節粉末的粒徑、含量、混合比例等來調節吸波涂料的電磁參數 , 以使其達到較為理想的吸波效果。
4 陶瓷吸波涂料
作為陶瓷吸波涂料的吸收劑主要有碳化硅、硼硅酸鋁等 , 與鐵氧體、復合金屬粉末等吸波劑相比 , 密度低、吸波性能較好 , 還可以有效地減弱紅外輻射信號的特點。其中碳化硅是制作多波段吸波涂料的主要組分 , 有可能實現輕質、薄層、寬頻帶和多頻段 , 很有應用前景。碳化硅的粒徑、熱處理時間等對其吸波性能影響非常大 , 碳化硅在不同處理溫度和時間條件下 , 其電阻率變化范圍為 10 0 ~ 10 4 Ω· cm , 通過控制工藝參數 , 可以對其顯微結構和電磁參數進行控制 , 獲得所希望的吸波效果。
5 納米吸波涂料
納米材料是指材料組分的特征尺寸在納米量級 (1 ~ 100nm) 的材料 , 它獨特的結構使其自身具有量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應、小尺寸和界面效應 , 金屬、金屬氧化物和某些非金屬材料的納米級超微粉在細化過程中 , 處于表面的原子數越來越多 ,增大了納米材料的活性 , 在電磁場的輻射下 , 原子、電子運動加劇 , 促使磁化 , 使電磁能轉化為熱能 , 從而增加了對電磁波的吸收效果。由于納米材料在具有良好吸波特性的同時還具有頻帶寬、兼容性好、面密度低、涂層薄的特點 , 美、俄、法、德、日等國都把納米材料作為新一代隱身材料加以研究和探索。目前 , 美國研制的被稱作 “ 超黑粉 ” 納米吸波材料 , 所吸收的雷達波可達 99 % 。法國研制出一種寬頻微波吸收涂層 , 這種吸收涂層由膠粘劑及納米級微粒填充材料組成。這種由多層薄膜疊合而成的結構具有很好的磁導率 ,50MHz 至 50 GHz 內具有良好的吸波性能。總之納米吸波涂料是一種非常有發展前途的吸波涂料。
6 放射性同位素吸波涂料
放射性同位素 ( 如 Po - 210 、 Cm - 242 和 Sr - 90 等 ) 產生的等離子體是一種有效的電磁波吸收媒質 , 等離子區中的自由電子在入射電磁波的電場作用下將產生頻率等于電磁波載波頻率的強迫振蕩 , 在振蕩的過程中 , 運動的電子與中性的分子、原子以及離子發生碰撞 , 增加了這些粒子的動能 , 從而把電磁場的能量轉變為媒質的熱量。放射性同位素吸波涂層非常薄和輕 , 具有吸收頻帶寬、耐用性好和能承受高速空氣動力等優點。另外放射性同位素吸波涂層還可以吸收紅外輻射、聲波等
功能 , 是理想的多功能吸波涂料。
7 導電高分子吸波涂料
這類吸波涂料利用某些高聚物所具有共軛π電子的線形或平面形構型與高分子電荷轉移給絡合物的作用 , 設計高聚物的導電結構 , 實現阻抗匹配和電磁損耗。美國信號產品公司 (Signature Products Company) 開發了一種可用來適應 5 ~ 200 GHz 雷
達的吸波涂料 , 它以具有噴涂功能的高分子聚合物為基體 , 用具有極好的吸收雷達波特性的氰酸酯晶須和導電高聚物聚苯胺的復合物作吸收劑。其涂層具有易維護、吸收頻帶寬、涂層薄、質量好等優點。但由于用于這類吸波涂料的導電高聚物的合成研究剛剛開始 , 是新開展的高分子材料研究領域 , 有待于進行深
入的理論和實驗研究。
8 視黃基席夫堿鹽類吸波涂料
視黃基席夫堿鹽是一種含有碳 - 氮雙鍵結構的有機高分子聚合物 , 具有很強的極性 , 雷達波被這種鹽吸收時 , 能量可迅速轉變為熱能耗散掉。某種特定類型的鹽可吸收特定波長的雷達波 , 通過組合不同的鹽類 , 可以實現較寬頻帶的電磁波吸收。美國 Carnegie - Mel - lon 大學用視黃基席夫堿鹽制成的吸波涂層可使目標的RCS 減縮 80 % , 而比重只有鐵氧體的 10 % 。
9 手征性吸波涂料
手征性吸波涂料是一種新型的吸波涂料 , 眾多的研究結果表明 , 手征材料能夠減少入射電磁波的反射并能吸收電磁波。與其它吸波涂料相比手征性吸波涂料具有以下兩個優勢 : 一是調整手征參數比調整介電常數和磁導率更容易 , 絕大多數吸波材料的介電常數和磁導率很難滿足寬頻帶的低反射要求 ; 二是手征材料頻率敏感性比介電常數和磁導率小 , 易于擴寬頻帶。 1990年 ,國外首次公開報道了手征材料的吸波效果 , 結果表明手征吸波材料具有吸波頻率高和吸收占帶寬的特點。國內在 “ 九
五 ” 期間 , 青島科技大學開展了手征吸波材料的研究工作 , 其涂層在 8mm 波段的吸波的吸波效果較好。但由于手征性吸波涂料的研究還處于起步階段 , 在實際應用中還有許多問題 ( 如成本高等 ) 有待解決。
10 摻雜高損物吸波涂料
這類吸波涂料由導電纖維與高損物 ( 如炭黑、陶瓷和粘土等 ) 和樹脂組成。其中導電纖維長度是雷達波波長的一半 , 涂層的厚度最好是雷達波波長 1/ 4 的奇數倍。
11 稀土元素吸波涂料
稀土元素吸波涂料是新開發研制的一類吸波涂料 , 以稀土磁性材料為吸收劑。另外稀土元素常作為添加劑加在其它吸波涂料中 , 用以調節吸波涂料的電磁參數。
由于單一的吸收劑一般很難滿足吸波涂料對寬頻帶吸收的要求 , 因此 , 在實際應用中常通過對涂層進行設計 , 采用多種吸收劑以滿足寬頻帶的吸波要求。
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