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技術(shù)資料

8-12GHz磁性吸波材料的應(yīng)用分為軍民兩個方面

時間:2023-06-13瀏覽次數(shù):1158

    就其軍用而言,例如鐵氧體吸波材料已廣泛應(yīng)用于隱身技術(shù)中,具有吸收強(qiáng)、頻帶較寬及成本低的特點,但它也具有大密度、高溫特性較差的缺點。目前具有實用價值的涂層型吸波材料是以鐵氧體或羰基鐵等磁性化合物為吸收劑、以天然橡膠或人造橡膠為基材制成的磁耗型涂料或膜層。這類材料不僅可用來抑制鏡面回波、也可抑制行波、爬行波及邊緣繞射回波。
        這類材料的吸收效果與入射波頻率及涂層厚度有密切關(guān)系。以目前國內(nèi)外可提供的產(chǎn)品為例,厚度為1.5-2mm的涂層在8-12GHz之間,在選定的兩個頻率上,可獲得峰值吸收率達(dá)到98%-99%。在兩個峰值之外,可吸收90%-97% 。另有一種薄型產(chǎn)品,是一種厚度0.5-1.5mm的薄膜,可在10-12GHz獲得97%的吸收,當(dāng)降到6GHz或升到16GHz時,吸收降到75%。涂層型吸波材料的優(yōu)點是,不需改變飛機(jī)的外形就可實現(xiàn)RCS的減縮。

用磁介質(zhì)吸波材料制作的微波暗室可廣泛的應(yīng)用于電子設(shè)備的干擾、雷達(dá)或通信設(shè)備的天線導(dǎo)彈、飛機(jī)和衛(wèi)星等特性阻抗耦合度的測量、宇航員用背肩式天線方向圖的測量、宇宙飛船安裝測試和調(diào)整等;此外磁介質(zhì)吸波材料在改善機(jī)載、艦載雷達(dá)設(shè)備的兼容性,使整機(jī)性能提高等方面亦有著廣闊空間。

在各種軍用裝備的表面上涂覆磁介質(zhì)吸波材料,則可以消除雷達(dá)對該裝備的跟蹤,從而使這些軍用裝備容易突破敵方雷達(dá)的防區(qū),克敵制勝,既是反雷達(dá)偵察的一種有力手段,又是軍用裝備免遭紅外和激光制導(dǎo)武器擊毀的一種途徑。此外吸波材料還可用于隱蔽著陸等機(jī)場導(dǎo)航設(shè)備及其它地面終端設(shè)備、艦船桅桿、甲板、潛艇的潛望鏡支架或通氣管道等設(shè)備。這就是隱形裝備,它在海灣戰(zhàn)爭中已用于實戰(zhàn),而在未來的軍事領(lǐng)域?qū)⒂锌锤鼜V闊和應(yīng)用空間。

8-12GHz磁性吸波材料的應(yīng)用分為軍民兩個方面

在民用方面來說,隨著電信業(yè)的飛速發(fā)展,吸波材料的應(yīng)用已突破了軍事隱形范疇,深入到通訊抗干擾、電子信息保密、環(huán)保及人體防護(hù)等諸多領(lǐng)域。

眾所周知,電子、電氣設(shè)備不僅產(chǎn)生電磁干擾,而且對生態(tài)環(huán)境形成電磁污染。它主要來自于我們周圍的各種電器設(shè)備,如彩電、手機(jī)、子母機(jī)電話、電腦、冰箱以及各種電信系統(tǒng)的發(fā)射臺(站)等等。它對科學(xué)測量、醫(yī)院、導(dǎo)航系統(tǒng)以及各種重要工程中的電子系統(tǒng)等的干擾危害,會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果將磁介質(zhì)吸波材料應(yīng)用于電子設(shè)備中,即能吸收外來電磁輻射的干擾,也能吸收本身泄漏的電磁輻射,達(dá)到消除電磁干擾(電磁污染)、凈化人類生存空間,避免給社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

我們知道電磁輻射通過熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)、累積效應(yīng)對人體造成直接和間接的傷害,將吸波材料應(yīng)用于家電產(chǎn)品比如電視、音響、電腦、游戲機(jī)、微波爐、VCD機(jī)、 手提電話等上面,可使其電磁波泄漏降到國家衛(wèi)生安全限值以下(小于38微瓦/每平方厘米),確保人們身體健康。將其應(yīng)用于高功率雷達(dá)、微波醫(yī)療器、微波破碎機(jī),則能防止它們的電磁輻射泄漏,保護(hù)操作人員免受電磁輻射的傷害。

現(xiàn)代電信業(yè)的發(fā)展,使得我們的一切通訊手段都與電磁波相關(guān);網(wǎng)絡(luò)信息時代的到來使得電子貨幣,無紙化貿(mào)易成為現(xiàn)實;如何防止電磁波泄密、保證信息安全已成為該領(lǐng)域世人矚目的焦點。吸波材料的應(yīng)用則可使這些難題得到很好的解決,使我國“金橋、金卡、金關(guān)、金稅”工程的實施得到更可靠的保證。

電動汽車工業(yè)作為當(dāng)今汽車工業(yè)的發(fā)展方向,已被各大汽車制造業(yè)商提到全球經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略議程上來。然而電動機(jī)取代內(nèi)燃機(jī)雖然解決了汽車尾氣的化學(xué)污染,但由于使用電動機(jī)而產(chǎn)生的物理污染——電磁污染也同樣是人類必須解決的棘手問題。磁介質(zhì)吸波材料應(yīng)用則使得電子化汽車、電動汽車變得更先進(jìn)、更安全、更符合環(huán)保的要求。

現(xiàn)代電信業(yè)的發(fā)展,使得我們的一切通訊手段都與電磁波相關(guān)

目前用于降低電磁波干擾的器件和吸波材料的產(chǎn)量正與日俱增,新產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)。金屬與合金系列吸波材料也因吸收頻帶寬、工藝簡單而倍受關(guān)注。日本大同特殊鋼公司技術(shù)開發(fā)所近年來開發(fā)出多種電磁波吸收材料以滿足市場的需要,最早是采用FeCr系列電磁不銹鋼,扁平粉末與聚酯橡膠混煉軋成薄片,形成含有兩相的柔軟橡皮,能夠吸收幾百M(fèi)Hz的電磁波,更大衰減達(dá)到-20dB。
        為了滿足微波通訊中波導(dǎo)阻抗匹配和調(diào)制放大中耦合器的需要,大同公司又研制將Fe7Cr9AI軟磁金屬粉末(平均粒徑15μm)加入至聚氯乙烯中混合軋制成薄板,該材料可根據(jù)不同頻率的需要調(diào)節(jié)合金粉末的填充率和板厚度,滿足10GHz~28GHz頻段的更大衰減率。
        接著又研制成功多種耐熱薄片(稱為DPR-HT,-HTY,-HTZ),由金屬粉末(Fe-Si-Al)與橡膠混煉,然后軋成厚度為100~200μm的薄片,或直接液化成漿料涂在器件上專吸電磁波,使用溫度可達(dá)100℃以上。電阻率高達(dá)10~108Ω.cm,由于其重量輕、柔軟、吸收性好,在手機(jī)、電腦CPU、CD-R、CD-RW及數(shù)碼相機(jī)的CCD電荷耦合器和LCD視頻電纜線上得到廣泛應(yīng)用,有可觀的市場前景。
        其它公司也不甘落后,開展吸波材料的研制和生產(chǎn),TDK公司利用FeSi系列合金粉末制成名為“IR-L”的吸波材料,可滿足lOMHz~10GHz高視頻區(qū)的吸收。后將FeSiAl金屬磁粉末與樹脂混合軋制成大約lmm的板材,可獲7~8dB的衰減效果。又如Tokin公司開發(fā)一種電磁波吸收片,是利用幾個微米的FeSiAl合金薄片與有機(jī)溶劑混合后涂在聚合物薄膜上形成吸收片,據(jù)稱可吸收300MHz~3GHz的輻射。

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這些薄型吸收材料主要是對那些器設(shè)備已采用抗EMI對策,但輻射仍不完全達(dá)標(biāo)的情況下,使用效果特別明顯。這種薄型吸收片的張貼,可削減輻射3~5dB。而吸波結(jié)構(gòu)復(fù)合材料不但有良好的吸波性,而且剛性好、耐濕、耐高溫,現(xiàn)在吸波結(jié)構(gòu)復(fù)合材料開始用于產(chǎn)生大震動的機(jī)械地基裝置及船舶、車輛傳動設(shè)備上以降低震動噪聲,是良好的吸聲材料。

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