電磁波吸收材料的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展

費(fèi)睿愷

（湖南省婁底市第一中學(xué) 417700）

電磁波吸收材料的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展

費(fèi)睿愷

（湖南省婁底市第一中學(xué) 417700）

電磁波吸收材料的作用和地位十分突出，已成為現(xiàn)代軍事中電子對(duì)抗的法寶和“秘密武器”，本文主要針對(duì)電磁波吸收材料的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展進(jìn)行分析。

電磁波吸收材料；應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)展

隨著全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，所需的電磁波設(shè)備也隨之增多，隨著大規(guī)模電磁波的應(yīng)用，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定的破壞，這被人們稱之為“電波洪水”。為了解決嚴(yán)重電磁波對(duì)環(huán)境造成的不良影響，需要重點(diǎn)研究電磁波吸收材料，并實(shí)現(xiàn)材料生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化。早在20世紀(jì)30年代，美國(guó)、德國(guó)就開始研究電磁波吸收材料，我國(guó)電磁波吸收材料的研究始于20世紀(jì)70年代，目前在南京、大量等地區(qū)都設(shè)置了生產(chǎn)基地，取得了一定的進(jìn)步。

1 電磁波吸收材料的運(yùn)用

對(duì)于電磁波吸收材料的研發(fā)必須與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，電磁波吸收材料的運(yùn)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）在電波暗室中的應(yīng)用，電波暗室，是主要用于模擬開闊場(chǎng)，同時(shí)用于輻射無(wú)線電騷擾（EMI）和輻射敏感度（EMS）測(cè)量的密閉屏蔽室。電波暗室的對(duì)于吸收材料的需求量是非常大的。依照用途的不同可以將電波暗室分為天線測(cè)量和測(cè)試暗室兩種類型，吸收材料的應(yīng)用需要滿足頻帶、承受率、極化的相關(guān)要求。

（2）仿真暗箱。電子機(jī)器是需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)節(jié)的，在被測(cè)試物四周的近區(qū)或者遠(yuǎn)區(qū)應(yīng)用電磁波可吸收材料可以有效減小電磁波對(duì)周圍環(huán)境的影響，吸收材料也要滿足頻帶、承受的等要求。

（3）機(jī)箱內(nèi)材料。合理應(yīng)用機(jī)箱內(nèi)材料可以減輕電子電路元器件和部件近區(qū)輻射污染。

2 吸收材料的性能表征

電磁波吸收材料的作用就是將電磁波的能量轉(zhuǎn)變成熱能，再將熱能耗盡，以此達(dá)到吸收電磁波的目的。電磁波吸收材料需要滿足幾個(gè)要求，即反射功率、散射、極化、材料功率要求，還要滿足尺寸、老化特征、環(huán)保特征，并滿足相關(guān)的機(jī)械、物理及化學(xué)要求。在歷史原因的影響下，關(guān)于電磁波吸收材料的研究最早集中于軍用材料，在后來(lái)，民用材料的研究才開始得到重視，截止到目前為止，軍用電磁波吸收材料的研究也依然領(lǐng)先于民用材料。從整體上來(lái)看，為了滿足技術(shù)的發(fā)展需求，已經(jīng)從傳統(tǒng)的單一性結(jié)構(gòu)模式轉(zhuǎn)化為多元性結(jié)構(gòu)模式，以軍用電磁波吸收材料為例，其發(fā)展方向開始轉(zhuǎn)化為復(fù)合結(jié)構(gòu)與超微小結(jié)構(gòu)，無(wú)論是在研究難度還是研究廣度上，都得到了有效的擴(kuò)展，材料的綜合性能也得到了顯著的提升。

3 電磁波吸收材料的類型、現(xiàn)狀與發(fā)展

根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以將電磁波吸收材料劃分為平板型、角錐、蜂窩結(jié)構(gòu)物和吸收膜片等類型，除了傳統(tǒng)等效傳輸線法外，近些年也開始應(yīng)用有限差分時(shí)域法。通過(guò)此方法能夠滿足吸收性與頻帶性要求。截止到目前為止，電子波吸收材料產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝也有了巨大的進(jìn)步。目前，電磁波吸收劑的研發(fā)正進(jìn)行的如火如荼，各類新型材料相繼出現(xiàn)，如納米技術(shù)材料、導(dǎo)電聚合物、多晶鐵纖維和手性材料等等，都是性能非常優(yōu)異的電磁波吸收材料。關(guān)于電磁波吸收材料的研究，核心就是其他物質(zhì)的添加比例，物質(zhì)的添加不僅影響著材料的電性能，對(duì)于其物理性能、化學(xué)性能也有著重要的影響，因此一直都是研究中的核心機(jī)密。

除此之外，關(guān)于電磁波材料的加工，也有多種方法，國(guó)內(nèi)外的加工方法也存在較大的差異，在國(guó)外通常采用的方式是先對(duì)材料進(jìn)行浸泡然后再切割，但是在我國(guó)是采取相反的步驟。國(guó)外加工方法的優(yōu)點(diǎn)是平均相同性好，可以防止變形，但是這種方法會(huì)消耗較多的吸收劑，切割后剩余的材料也無(wú)法進(jìn)行二次利用，成本也相對(duì)高昂。

關(guān)于吸收材料的外形設(shè)計(jì)，也存在著一定的差異，除了常用不均勻傳輸線和幾何光學(xué)法外，還有曲線紡錘形角錐設(shè)計(jì)法，這一設(shè)計(jì)方法的研究有效改善了材料電性。此外，電磁波吸收材料除了使用傳統(tǒng)的聚氨脂塑料、無(wú)紡布纖維和鐵氧體以外，近些年來(lái)還研發(fā)出大量新型人工材料，如：①透明玻璃型，該種材料需要將玻璃兩面設(shè)置反射膜和導(dǎo)電膜，在外層涂上復(fù)保護(hù)膜，這種材料通常適宜應(yīng)用在一些特殊的場(chǎng)合；②發(fā)泡塑料。此類材料大多是角錐材料，這種材料不僅能在形狀、尺寸的設(shè)計(jì)方面具有優(yōu)勢(shì)，還可以根據(jù)具體要求在內(nèi)部開洞或者添加填充物，這樣既可以減輕重量也不會(huì)影響材料的性能；③毫米波鐵氧體。此種材料常用于移動(dòng)通信或者手機(jī)上，是一種永磁材料；④噪聲抑制材料。對(duì)于機(jī)箱內(nèi)所產(chǎn)生的信號(hào)噪聲，必須要進(jìn)行處理，為此，可以在電路和機(jī)箱之間設(shè)置好噪聲抑制吸收片，它可以吸收近區(qū)場(chǎng)波，解決磁損耗問(wèn)題；⑤無(wú)紡布型材料。此種材料是由玻璃或合成纖維制作而成，無(wú)紡布具有大量不銹鋼纖維，具有無(wú)極化特性，有著絕熱和吸音性能，可以通過(guò)振動(dòng)產(chǎn)生熱量，吸收周圍的電磁波；⑥微小孔型材料。此類材料通常是在鐵氧體使用激光打孔，依據(jù)孔的形態(tài)、尺寸等參數(shù)的變化，即可確定其等效變化。對(duì)于此種材料的研究，國(guó)外已經(jīng)有了初步的研究結(jié)果，也發(fā)表了大量的文獻(xiàn)，與之相比，我國(guó)還處于初級(jí)研發(fā)階段，還有一些難題尚未攻克。

4 結(jié)束語(yǔ)

在日益重要的隱身和電磁兼容（EMC）技術(shù)中，電磁波吸收材料的作用和地位十分突出，已成為現(xiàn)代軍事中電子對(duì)抗的法寶和“秘密武器”，當(dāng)前在我國(guó)和全世界范圍銷售的電磁波吸收材料大多來(lái)自于美、日、德、法等國(guó)。目前，我國(guó)已經(jīng)形成了包括大連、南京為中心的電磁波吸收材料制造基地，相信在今后我國(guó)的電磁波吸收材料研究步伐會(huì)不斷推進(jìn)，為人們創(chuàng)建一個(gè)環(huán)保的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

[1]王晨，康飛宇，顧家琳.鐵鈷鎳合金粒子/石墨薄片復(fù)合材料的制備與吸波性能研究[J].無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)，2010（04）.

[2]楊雪梅，王晨，李明.CNTs/Ferrite/PVDF復(fù)合材料的電磁波吸收特性[J].材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008（02）.

[3]陳健健，郝萬(wàn)軍.介電型電磁波吸收體無(wú)反射曲線的擴(kuò)展與重建[J].材料開發(fā)與應(yīng)用，2011（02）.

[4]于 美，劉鵬瑞，劉建華，李松梅，王 承，孫玉靜.NiFe2O4/T-ZnOw復(fù)合材料的制備及電磁波吸收性能[J].無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，2011（09）.

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1004-7344（2016）21-0320-01

2016-7-10