吸波材料的定義
吸波材料是一種能量轉(zhuǎn)換材料,能夠有效地吸收電磁波,并通過(guò)能量轉(zhuǎn)換將電磁能量耗散掉或使電磁波通過(guò)干涉而消失。
吸波材料主要由吸收劑和基體材料組成,吸收劑是提供吸波性能的材料,與材料的吸收效果密切相關(guān);基體材料主要起粘接或承載作用。
吸波材料的物理機(jī)制
吸波材料的基本物理原理是,材料對(duì)入射電磁波實(shí)現(xiàn)有效吸收,將電磁波能量轉(zhuǎn)換為熱能或其它形式的能量而損耗掉。該材料應(yīng)具備兩個(gè)特性即波阻抗匹配特性和衰減特性。波阻抗匹配特性即創(chuàng)造特殊的邊界條件是入射電磁波在材料介質(zhì)表面的反射系數(shù)r 最小,從而盡可能的從表面進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)部。衰減特性是指進(jìn)入材料內(nèi)部的電磁波因損耗而被迅速吸收。損耗大小,可用電損耗因子和磁損耗因子來(lái)表征。要提高介質(zhì)吸波效能,其基本途徑是提高介質(zhì)電導(dǎo)率,增加極化“摩擦”和磁化“摩擦”,同時(shí)還要滿足阻抗匹配條件,使電磁波不反射而進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)部被吸收。而對(duì)于單一組元的吸收體,阻抗匹配和強(qiáng)吸收要同時(shí)滿足常常會(huì)有矛盾,因此有必要進(jìn)行材料多元復(fù)合,以便調(diào)節(jié)電磁參數(shù),使之盡可能在匹配條件下,提高吸收損耗能力。盡管提高吸收介質(zhì)的導(dǎo)電率是增加損耗的重要手段,但電導(dǎo)率達(dá)到金屬特性時(shí),反射系數(shù)r趨近于1,將遠(yuǎn)離匹配條件,金屬作為導(dǎo)電吸收劑一般以超細(xì)粉狀復(fù)合到其它介質(zhì)中。則一定存在一個(gè)最佳的電導(dǎo)率,使材料的回波率最低,這個(gè)復(fù)合材料電導(dǎo)率一般在半導(dǎo)體范圍之內(nèi)。
吸波性能的評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)材料的吸波性能需同時(shí)考慮衰減特性和阻抗匹配特性。衰減特性是指盡量提高材料電磁參數(shù)的虛部以損耗更多的入射電磁波,而阻抗匹配特性是指通過(guò)創(chuàng)造特殊的邊界條件,使入射電磁波在材料介質(zhì)表面的反射最小而盡可能多地進(jìn)入材料內(nèi)部。目前一般使用反射率R以及R<-10dB的頻寬來(lái)表示材料的吸波性能。
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