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金属微粉和纤维吸波材料
来源: 时间:2023-02-06

      金属微粉吸波材料主要以磁性金属微粉为主。磁性金属微粉是指粒度在10μm甚至 lym以下的磁性金属粉末。一方面由于粒子的细化使组成粒子的原子数大大减少,活性大大增加,在微波辐射下,分子、电子运动加剧,促进磁化,使电磁能转化为热能;另一方面,具有铁磁性的金属微粉具有较大的磁导率,与高频电磁波有强烈的电磁相互作用,从而具有高效吸波性能。总的来说,金属微粉吸收剂具有以下优点:①温度稳定性好;②微波磁导率较高;③介电常数较大。

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金属微粉吸波材料主要有两类:①羰基金属微粉吸波材料,包括羰基铁、羰基镍、羰基钴,粒度一般为0.5~20um,其中羰基铁微粉是最为常用的一种;②通过蒸发、还原、有机醇盐等工艺得到的磁性金属微粉吸波材料,包括Co粉、Ni粉、CoNi粉、FeNi粉等。

       目前,虽然金属微粉吸波材料已广泛应用于隐身技术,但金属微粉抗氧化、耐酸碱能力差,远不如铁氧体;介电常数较大且频谱特性差,低频段吸收性能较差;密度大,其吸收剂体积占空比一般大于50%。金属微粉吸收剂在实际应用中也存在一些缺点,如频率特性不够好、吸波频带窄、低频磁导率低、抗氧化能力差、耐酸碱能力差以及密度大等问题,因此需要与其他吸收剂配合使用来改善和提高其吸波性能。
       金属磁性纤维的研究始于20世纪80年代中期,是一种新型轻质的磁性雷达波吸收剂。这种金属磁性纤维包括 Fe、Co、Ni及其合金纤维。它具有与金属磁性颗粒一样的高饱和磁化强度,同时具有较大的形状各向异性,能提高微波段的磁导率,且在高频下还具有较大的涡流损耗、欧姆损耗等,是一种强电磁波吸收剂。磁性纤维由于其独特的各向异性,能突破各项同性材料的磁导率和频率使用极限,使高频下的磁导率大大提高,同时导电的磁性纤维具有较高的介电常数,是一种强损耗吸收剂。磁性纤维具有力学性能好、质量轻、频带宽等优点,并且可通过调节纤维长度、直径及排布方式调节其电磁参数。但金属磁性纤维的电导率太高,高频趋肤深度过小,高频磁性能较差,在使用时纤维可能会搭接在一起形成导电网络,从而反射电磁波。为了降低纤维的电导率,研制了铁氧体纤维吸波材料。
       铁氧体纤维不仅具有铁氧体的低介电常数、高电阻率、易于匹配等优点,而且利用其形状各向异性,可以克服铁氧体的共振频率过低和高频磁导率过低的缺点,大大提高其在微波段的磁导率和磁性能。铁氧体纤维的缺陷在于本身较脆的力学性能。