不同电磁特性吸收剂的多层宽带吸波材料设计
2021-05-07许志远马国庆陈志宏官建国
材料科学与工程学报 2021年2期
关键词:设计
许志远,李 维,马国庆,陈志宏,官建国
(武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,湖北武汉 430070)
1 前 言
电子与通讯技术的发展,特别是移动通信和计算机的普及给人类带来了巨大的便利,与此同时,也造成了严重的电磁污染和泄露,干扰设备本身的正常工作、威胁人们健康[1-3]。常见的电磁污染源种类繁多,如电视广播的发射系统、射频及微波治疗设备、微波炉等,各类设备的工作频率跨越宽频微波频带。宽带微波吸收材料[4-7]作为一种针对电磁污染和泄露行之有效的解决方案,在隐身技术中也有着重要的应用,因而引起了国内外的广泛关注和长期投入。微波吸收材料通常由粘接剂基体和吸收剂组成。吸波性能主要由吸收剂的电磁性能所决定,即复介电常数(εr=ε'-jε″)和复磁导率(μr=μ'-jμ″)。羰基铁粉由于其良好的电磁性能,成为了最受关注的微波吸收剂。通过调节羰基铁粉的颗粒形貌、晶粒大小、填充体积分数、粒子取向等微观参数[8-11],可以优化其吸波性能。例如,Yang等[10]通过将球形羰基铁粉球磨片化获得了大宽厚比的片状羰基铁粉,突破了Snoek极限,提高了磁导率,在2~18 GHz获得了比球形粉更好的微波吸收性能。Min 等[12]通过外加磁场制备具有增强吸波性能的取向片状羰基铁/环氧树脂复合材料,在1.4 mm 厚度下,反射损耗低于-10 d B 的频段范围为5.5~18 GHz,而未取向的复合材料的有效吸收带宽较窄,仅为1.4 GHz。但是,包括以上所述工作在内的大量研究显示,单层吸波材料的设计难以充分发挥吸收剂的宽带强吸收潜能,而多层微波吸收材料能够在同样厚度限制条件下实现更宽频的吸收。……
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