吸波材料课件.ppt
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1、吸波材料吸波材料目录简介吸波原理原理分类铁氧体吸波材料生产工艺与检测吸波材料概述2022-6-12吸波材料定义吸波材料定义 所谓吸波材料是指材料可吸收,衰减空间入射的电磁波能量,并减少或消除反射的电磁波的一类功能材料。与所有复合材料一样,吸波复合材料同样也是由功能体及基体组成的。工程应用上除要求在较宽带宽内对电磁波具有高的吸收率外,尚要求材料具有重量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。吸波材料的研究意义吸波材料的研究意义 电磁辐射分布在空中,潜伏于地下,能造成飞机、轮船、车辆和电器、电子产品运行失常、失灵,甚至被损坏,还会损害人类身体健康,导致人体多种疾病的出现,并且不受时间、空间和国界的约束,随时
2、都可能向人类发起进攻。 科学家预言:电磁污染将成为2l世纪生态环境最主要的物理污染,因此,治理电磁污染,寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料吸波材料,已成为材料科学的一大课题。吸波材料的应用吸波材料的应用军事隐形和反隐形对抗和反对抗推广人体安全防护、微波暗室、消除设备通讯及导航系统的电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容,以及波导或同轴吸收元件等许多方面返回吸波原理吸波原理 电磁波在介质中传播时的物质方程: 式中介电常数 磁导率 分别称为介质的极化率和磁化率)4 . 2() 3 . 2(00HBEDE1M1EEM吸波原理吸波原理 电场和磁场的偶合分量的比值,表示为这个值称为
3、波阻抗。 在真空条件下 波阻抗 值为自由空间的波阻抗)13. 2(00ZHErr1rr120/000ZZ0Z吸波原理吸波原理 物质方程中所包含的参数 和 表征着内部存在电磁场的实际介质和相应材料的属性,它们是表征电磁波与材料相互作用最重要的两个参数。 和 分别分别代表吸波材料在电场或磁场作用下产生的极化或磁化程度的变量 为在外加电场作用下,材料的电偶矩产生重排引起损耗的量度 为在外加磁场作用下,材料磁偶矩产生重排引起损耗程度的量度。 从这里也可以推知:能量损耗是由介电常数和磁导率的虚部决定 的,因此,设计和制备吸波材料时必须充分考虑复介电常数和复磁导率的影响因素。 jj 吸波原理吸波原理 介质
4、损耗角正切 是表征吸波材料性能的另一重要参数,在实践中应用也比较广泛。损耗取决于电导时,介质损耗角正切由复介电常数决定 同理 式中 为感应电场D相对于外加电场的滞后相位; 为感应磁场B相对于外加磁场的滞后相位。 显然 随 和 的增大而增大,材料的 、 和 越大,材料的吸波性能越好tantanE传导电流密度位移电流密度 /tanMEMtantan返回吸波材料的分类吸波材料的分类1、按研究时期,可分为传统吸波材料和新型吸波材料 碳化硅吸波材料碳纤维吸波材料吸波材料的分类吸波材料的分类2、按成型工艺和承载能力可分为涂覆型和结构型两类按成型工艺和承载能力可分为涂覆型和结构型两类涂覆型涂覆型涂料涂料(
5、(如铁氧体如铁氧体) )贴片(塑料、橡贴片(塑料、橡胶和陶瓷)胶和陶瓷)结构型结构型 碳纤维骨架和碳纤维骨架和碳基体(碳粒、碳基体(碳粒、碳化硅粉等)碳化硅粉等)组成的复合材组成的复合材料料吸波材料的分类吸波材料的分类3、按其工作原理不同,吸波材料可分为干涉型和吸收型两种台湾新型双体隐身舰“巡海”原型吸波材料的分类吸波材料的分类4、根据吸波机理的不同,吸波材料主要可分为电损耗型、介电损耗型和磁损耗型三大类乙炔炭黑(电损耗型)铁氧体(磁损耗型)铁系铁系铁氧体金属铁微粉多晶铁纤维碳系石墨、乙炔、炭黑碳纤维碳纳米管其他类导电高分子手性材料等离子体材料陶瓷系碳化硅碳化硅复合材料几种常见吸波材料吸波材料
6、返回2022-6-114铁氧体吸波材料但它具有较大的密度和较低的居里温度及高温稳定性差等, 在高温环境下和高频段范围内它们的吸波性能比较差 ,限制了其在特定环境中的广泛应用。2022-6-115铁氧体材料的吸波机制铁氧体材料的吸波机制 铁氧体吸波材料既是磁介质又是电介质,它具有磁吸收与电吸收两种功能,是性能极佳的吸波材料。在低频段,铁氧体对电磁波的损耗主要来源于磁滞效应、涡流效应及磁后效;在高频段,铁氧体对电磁波的损耗则主要来源于自然共振损耗、畴壁共振损耗及介电损耗。在X波段,一般认为铁氧体吸波材料的磁损耗主要由自然共振和畴壁共振产生,电损耗主要由固有电偶极子极化引起。铁氧体材料的吸波机制铁氧
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