目前,吸波材料种类繁多,大致可分为以下几类:
一,根据材料成型工艺和承载能力
吸波材料可分为涂层吸波材料和结构吸波材料。
二,根据吸收波的原理
1、吸波材料本身吸收电磁波,具有复磁导率和复介电常数的吸波体基本类型,具有分级阻抗的“宽带”吸收器和衰减表面电流的薄层吸收器。
2、干涉型吸波材料利用吸波层表面和底部的两个反射波振幅相等、相位相反来进行干涉抵消。
三,根据材料的损耗机理
1、阻性损耗,这种吸收机制与材料的电导率有关,电导率越大,载流子引起的宏观电流越大,所以有
将电磁能转化为热能是有益的。例如碳化硅和石墨,属于电阻吸收材料。
2.介质损耗是一种与电极有关的介质损耗吸收机制,是介质反复极化产生的“摩擦”效应,将电磁能转化为热能并耗散掉。例如,钛酸钡属于介电吸收材料。
3、磁损耗,这种吸收机理是一种与铁磁性介质动态磁化过程有关的磁损耗,可以细化为:磁滞损耗、阻尼损耗、旋磁涡流、磁后效主要来源于磁畴转向、磁畴壁位移和类似磁滞机制的磁畴自控而共振,如铁氧体、羟基铁等,都属于磁损耗吸收材料。
四,根据研究时期
1、铁氧体、钛酸钡、金属微粉、石墨、碳化硅、导电纤维等传统吸波材料属于传统吸波材料。介质铁氧体吸波材料和金属微粉吸波材料的研究和应用比较多,性能也不错。
2、新型吸波材料,包括纳米材料、手性材料、导电聚合物、多晶铁纤维和电路模拟吸波材料等。有吸收机理不同于传统的吸收材料。其中,纳米材料和多晶铁纤维是两种好的新型吸波材料。
五,根据材料
1、铁氧体吸波材料是一种复合介质材料,对电磁波的吸收同时具有极化效应和磁损耗效应。具有吸收率高、涂层薄、频带宽等优点,广泛应用于各个领域。
2、金属微粉吸波材料,通常指粒径为0.5 ~ 20μ m的金属微粉,金属微粉吸波材料具有高居里温度,磁性材料具有良好的温度稳定性、高磁化强度、高微波透过率和高介电常数,因此被广泛应用于吸波材料。
主要是通过磁滞损耗和涡流损耗来吸收电磁波。目前主要使用金属微粉尺英寸通常为1 ~ 10 μ m。
3、多晶铁纤维吸波材料,其吸波机理是涡流损耗和磁滞损耗,同时也是强电介质的良导体。
损耗吸收性能,在外加交变电场的作用下,纤维中的电子发生振动,将电磁能部分转化为热能。多晶铁纤维它具有特别的形状各向异性,可在宽频带内实现高吸收,质量比传统金属微粉材料轻40% ~ 60%。克服了大多数磁性材料的严重缺陷。多晶铁纤维吸波材料具有重量轻、面密度低(可降至1.5 ~ 2 kg/m2)、频率高等优点。带宽(4 ~ 18 GHz),并且可以通过调节纤维的长度、直径、排列方式和分散剂含量来调节材料的电学性质磁性参数。
4、纳米吸波材料是指材料尺寸为纳米(通常为1 ~ 100纳米)。纳米材料的特别结构使其具有隧道效应。量子效应、小尺寸效应和界面效应。用纳米材料作为吸收剂制作涂层,不仅能很好地吸收电磁波,而且涂层薄,吸收频带宽。
5、吸波结构复合材料是由吸波材料与树脂泡沫橡胶纤维混合而成的刚性结构材料。用的比较多的材料是碳纤维和碳化硅纤维复合材料。
6、等离子体吸波材料
等离子隐身材料的吸收频带宽度为(3MHz-300GHz),不需要改变飞机外观,价格便宜,维护方便。它具有很高的潜在应用价值,已成为未来隐身技术的发展趋势。
六、根据形状
1、尖楔形:微波暗室使用的吸波体常做成尖楔形(金塔形),主要有聚氨酯泡沫型和无纺布阻燃型。硅酸盐板金属膜组装式等。随着频率降低(波长增加),吸收器的长度大大增加。普通的楔形吸收器包括近似关系为L/λ≈1,因此在100MHz下,光楔的长度达到3000mm,这不仅在技术上难以实现,在微波暗室中也是有用的可用空间也大大减少。
2、单层扁平状。国外开始开发的吸波体是单层扁平状,后来做的吸波体是直接贴在金属屏蔽层上的。其实它的厚度薄,重量轻,但是工作频率范围窄。
3、双层或多层平板形状,这种吸波体可以在很宽的工作频率范围内工作,并且可以制成任何形状。混合铁氧体和金短纤维均匀分散在合适的有机高分子树脂中制成复合材料,工作频带可展宽40% ~ 50%。它的缺点是厚,工艺复杂,成本高。
4、涂层形状。飞机表面只能使用涂层吸波材料。为了拓宽频带,通常使用复合涂层。例如锂镉铁氧体涂层厚度为2.5mm~5mm ~ 5 mm时,在厘米波段可衰减8.5dB当尖晶石铁氧体涂层的厚度为2.5毫米时,在9GHz。可衰减24dB当铁氧体的氯丁橡胶涂层厚度为1.7 mm ~ 2.5 mm时,在5 GHz ~ 10 GHz时衰减达到30dB左右。
5、结构形状,通过在工程塑料中添加吸波材料,使其兼具吸波特性和承载能力,是吸波材料的发展方向之一。如今,为了进一步提高吸波材料的性能,国外开发了几种形状组合的复合吸波体。