[发明专利]一种复合吸波材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸波材料领域，更具体地说涉及一种复合吸波材料及其制备方法。

背景技术

电磁波吸收材料，简称吸波材料，是一种能够将投射到它表面的电磁波大部分吸收，并通过材料的电或磁损耗将电磁能量转换成为热能或其他形式的能量而消耗掉，且反射、散射和透射都很小的复合功能材料。吸波材料的分类方法主要有四种：按吸波原理可分为吸收型和干涉型，前者利用材料本身对电磁波的吸收、后者利用表层与底层两列反射波相互干涉抵消来减少电磁辐射；按耗损机理分为电阻性、电介质型和磁介质型，碳化硅、石墨等属于电阻型，电磁能主要衰减在材料电阻上，以热能形式散发掉，钛酸钡为电介质型吸波材料，主要靠介质的电子极化、分子极化或界面极化的弛豫损耗衰减吸收电磁波，磁损耗型吸收剂依靠磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗等极化机制衰减吸收电磁波，如铁氧体、羰基铁等；按成型工艺分为涂覆型和结构型，涂覆型是将吸收剂与粘结剂混合后涂覆于目标表面形成吸波涂层，而结构型吸波材料通常是将吸收剂分散在由特种纤维增强的结构材料中所形成的结构复合材料,它具有承载和吸波的双重功能；按不同研究时期，吸波材料可分为传统型和新型，铁氧体、金属微粉、钛酸钡、碳化硅、石墨、导电纤维等均为传统吸波材料，他们具有成本低、吸收频带窄、密度大等特点，主要目标是强吸收，纳米材料、多晶铁纤维、导电高聚物等新型吸波材料，要求满足厚度薄、工作频带宽、重量轻、粘结强度高等特点。

对国外公司及研究机构来讲，传统吸波材料中铁氧体吸波材料和金属微粉吸波材料是两种研究得最多并已得到较广泛应用的吸波材料。而纳米材料和多晶铁纤维则是目前众多新型吸波材料中性能最好的两种。日本在研制铁氧体吸波材料方面处于世界领先地位，上世纪80年代，日本电气公司（NEC）制备的铁氧体吸波材料，使用频率为3~20GHz，有四种产品系列组成，厚度最大为12mm，最薄为2.5mm，随后研制出厚度1.5~2.5mm、使用频率5~10GHz、吸收率达30dB的铁氧体与Fe₃O₄材料的复合吸波材料。美国（Conductron）公司研制的锂镉铁氧体，吸收峰为17dB，使用频率在米至厘米波段。美国3Ｍ公司研制的亚微米级多晶铁纤维喷涂型吸波材料，具有质量轻、涂层薄等特点，在吸收剂体积比为25%~30%，厚度为1mm情况下，在f(3~18GHz)内R<-5dB，面密度1.52kg/m²；GAMMA公司的多晶铁纤维微波吸波材料，使用频率为2~18GHz，成功研制出雷达隐身涂层，最大吸收可达34dB。日本TDK公司的IL-Hool涂料的吸收剂为铁氧体和羰基铁粉,单层涂层厚度为2.1mm时，8~12GHz频率范围内，满足要求(R<-10dB)的带宽1.1GHz，面密度6.5kg/m²，性能较好。美国已通过纳米材料研制出一系列薄层状铁氧体吸波复合涂料，并成功应用于F-117A战斗机。目前，国外研究者及公司着力于通过多种吸收剂复合的方式改进传统吸波材料，同时继续开展对新型吸波材料的开发与探索，朝着“薄，轻，宽，强”的方向稳步发展。