手性吸波材料 纳米吸波材料 铁氧体吸波材料在雷达中不同应用

1.纳米吸波材料：材料在某一个方向上的尺寸是纳米数量级的材料（0.1-100nm之间）的材料称为纳米材料，它处于原子和宏观物体之间的过度区域之内，正因为纳米材料具有别具一格的结构，使其具有一些特殊的性质，例如量子尺寸效应、表面与界面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等。纳米吸波材料的雷达吸波性能优异，所以国外诸多研究机构都将其作为研究应用的重点。据称，美国某研究机构已经研制一种称为“超黑粉”的纳米吸波材料，对雷达波的吸收率高达99％，并在B-2 隐形轰炸机上成功应用，目前正在研究覆盖厘米波、毫米波、红外、可见光等波段的纳米复合材料。现阶段主要研究的纳米吸波材料有纳米金属与合金吸波材料、纳米铁氧体及其复合物吸波材料、纳米陶瓷吸波材料、纳米石墨吸波材料、纳米碳化硅吸波材料、纳米导电高分子吸波材料等。

2.铁氧体吸波材料：铁氧体吸波材料的研究时间较早，应用时间较长。根据其结构不同，可以大致分为尖晶石型铁氧体吸波材料和六角晶系铁氧体吸波材料两种类型。其中尖晶石型铁氧体造价较低、制备工艺方法较为简单、应用历史最久，但是尖晶石型铁氧体的磁导率较低，相对介电常数和相对磁导率难以匹配，所以较难达到良好吸波性能。美国的洛克希德﹒马丁公司在研制F-117A战斗机时，为了达到良好的雷达隐身效果，在机身表面使用了大量的铁氧体吸波材料制成的吸波涂层。日本电气公司对铁氧体吸波材料进行了改进,在6-13GHz范围内,可以达到-10dB的吸波效果,其中在8.5-12.2GHz范围内，可以达到-20dB的吸波效果。总厚度约为4.7mm，单位面积质量8kg/m2。目前，国内研究机构对铁氧体吸波材料的研究及应用水平比国外要低，在8-18GHz（X、Ku波段）的频率范围内，电磁波反射率仅能达到-10dB水平。

3.手性吸波材料：手性材料是指没有几何对称性，通过平移和旋转等手段都不能使一个物体与其镜像完全重合的材料。早在上世纪80年代，手性吸波材料的研究逐渐成为大家关注的方向。能够在电磁场的作用下产生交叉极化是其能够吸收电磁波的重要原因之一，具有良好的雷达吸波性能。

与其他种类的吸波材料相比，具有两个明显的优势：

（1）可以更加容易的调整手性材料的手性参数比进而调整材料的介电参数和磁导率，可以在宽频带上达到无反射的吸波效果；

（2）手性吸波材料具有比介电常数和磁导率更小的频率敏感性，可以更为容易的实现宽频带电磁波吸收。因此手性材料在扩展吸波频带和低频波段吸波方面有很大的潜能。

相对于其他类型的吸波材料，手性吸波材料能够在一定程度上增强吸波性能，展宽现有的吸波频带的优点，并且可以利用手性材料的手性参数的可调节性进而制备出性能良好的雷达吸波材料。但同时它的制备工艺比较复杂，制备成本较高，限制了其应用范围。

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