而電磁波吸收材料(以下稱吸波材料)就是飛機(jī)“隱身”的關(guān)鍵所在。
對于世界各國軍事力量的發(fā)展,隱身技術(shù)是一個(gè)不可忽視的重要因素。 美國數(shù)次隱形飛機(jī)實(shí)戰(zhàn)的案例,也充分讓我們意識到隱形飛機(jī)的巨大威脅。
吸波材料是什么 Guide View 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種電子、電氣設(shè)備充斥著人們的日常生活,但同時(shí)也產(chǎn)生了大量的電磁輻射與干擾問題。 這也成為一種繼水源、大氣和噪聲之后,新的具有較大危害性的且不易防護(hù)的污染源,因此,大量電磁波屏蔽和吸收材料應(yīng)運(yùn)而生。
吸波材料可以吸收投射到它表面的電磁波能量,并通過材料的耗散機(jī)制轉(zhuǎn)換為熱能等其他形式,從而達(dá)到有效吸收和衰減電磁波的目的,具有高導(dǎo)磁率、可選擇頻段寬等特點(diǎn),并可針對特定頻段定向開發(fā)。 按元素分類,吸波材料可分為: 1)碳系吸波材料,如:石墨烯、石墨、炭黑、碳纖維、碳納米管; 2)鐵系吸波材料,如:鐵氧體,磁性鐵納米材料; 3)陶瓷系吸波材料,如:碳化硅; 4)其他類型的材料,如:導(dǎo)電聚合物 、手性材料(左手材料)、等離子材料。 按損耗機(jī)制分類,吸波材料可分為: 1)電阻型損耗,此類吸收機(jī)制和材料的導(dǎo)電率有關(guān)的電阻性損耗,即導(dǎo)電率越大,載流子引起的宏觀電流(包括電場變化引起的電流以及磁場變化引起的渦流)越大,從而有利于電磁能轉(zhuǎn)化成為熱能。 2)電介質(zhì)損耗,這是一類和電極有關(guān)的介質(zhì)損耗吸收機(jī)制,即通過介質(zhì)反復(fù)極化產(chǎn)生的“摩擦”作用將電磁能轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉。 3)磁損耗,此類吸收機(jī)制是一類和鐵磁性介質(zhì)的動(dòng)態(tài)磁化過程有關(guān)的磁損耗,其主要來源是和磁滯機(jī)制相似的磁疇轉(zhuǎn)向、磁疇壁位移以及磁疇自然共振等。此外,最新的納米材料微波損耗機(jī)制是如今吸波材料分析的一大熱點(diǎn)。
吸波材料的應(yīng)用 Guide View 在工程應(yīng)用上,除要求吸波材料在較寬頻帶內(nèi)對電磁波具有高的吸收率外,還要求它具有質(zhì)量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能;主要的應(yīng)用領(lǐng)域,包括通訊領(lǐng)域防電磁干擾和軍工領(lǐng)域飛機(jī)、雷達(dá)等設(shè)備隱身等。 目前飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船等許多裝備都可以通過降低雷達(dá)截面和減小自身的紅外輻射實(shí)現(xiàn)隱形。 通過對電磁波反射假信號,可以使高靈敏機(jī)載雷達(dá)假截獲或假跟蹤。
隱身技術(shù) 反雷達(dá)偵察的有效手段之一,就是在飛機(jī)、導(dǎo)彈、坦克等各種武器裝備和軍事設(shè)施上面涂復(fù)吸收材料,就可以吸收偵察電波、衰減反射信號,從而突破敵方雷達(dá)的防區(qū),減少武器系統(tǒng)遭受紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈和激光武器的襲擊。 1990年的海灣戰(zhàn)爭中,美國首批進(jìn)入伊拉克境內(nèi)的F-117A飛機(jī)就是涂復(fù)了吸收材料的隱形飛機(jī),它們有效避開了伊拉克的雷達(dá)監(jiān)測。 美、英、日、俄等國均已研制出自己的隱形坦克和其它隱形作戰(zhàn)車輛。 此外,電磁波吸收材料還可用來隱蔽著落燈等機(jī)場導(dǎo)航設(shè)備及其它地面設(shè)備、艦船桅桿、潛艇的潛望鏡支架和通氣管道等設(shè)備。 安全保護(hù) 高功率雷達(dá)、通信機(jī)等設(shè)備的應(yīng)用,使得電磁輻射或泄漏對操作人員的身體造成危害,而吸波材料就能解決這一問題。 另外,通過合理使用和普及吸收材料,也能有效抑制并減少電磁輻射問題。
微波暗室 由吸收體裝飾的壁面構(gòu)成的空間稱為微波暗室,主要用于雷達(dá)或通信天線、導(dǎo)彈、飛船、衛(wèi)星等特性阻抗和耦合度的測量以及宇宙飛船的安裝、測試和調(diào)整等問題。 微波暗室既可消除外界雜波干擾和提高測量精度與效率(室內(nèi)可全天候工作),還可保守秘密。 改善整機(jī)電磁兼容性能 當(dāng)一駕飛機(jī)或一艘艦船上的幾部雷達(dá)同時(shí)工作時(shí),雷達(dá)天線間的信號串?dāng)_問題時(shí)有發(fā)生,為了減少這種干擾,國外常用吸波材料優(yōu)良的磁屏蔽來提高雷達(dá)或通信設(shè)備的性能。 RFID天線抗金屬隔離應(yīng)用 利用一類高磁道率,低損耗型吸波材料的高磁道率特性,減少感生磁場的損耗。改善程度取決于吸波材料特性的優(yōu)良程度。
2015-2019年,全球吸波材料市場規(guī)模年均復(fù)合增長率為9.2%,2019年全球吸波材料市場規(guī)模約為297.5億元。 5G電磁波應(yīng)用頻譜從米波拓展至毫米波,大大增加了吸波材料的需求。 預(yù)計(jì)2020-2025年,市場規(guī)模將以8.0%以上的增速繼續(xù)快速上升。 海外龍頭有美國ARC、美國3M、美國杜邦、德國漢高、日本TDK、日本NEC等;國內(nèi)企業(yè)中主要有飛榮達(dá)、鴻富誠、大連東信、武漢磁電等。 國內(nèi)部分吸波材料雖然已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,但擁有高端產(chǎn)品的企業(yè)較少,主要在中低端市場競爭。 總結(jié) 如今國際局勢動(dòng)蕩,發(fā)展高性能吸波材料,具有重要的科技和社會(huì)價(jià)值。 國內(nèi)吸波材料發(fā)展距離國外仍有差距,特別是高端吸波材料,國內(nèi)的發(fā)展幾乎一片空白。 構(gòu)建同時(shí)兼?zhèn)?strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; overflow-wrap: break-word !important;">“薄、輕、寬、強(qiáng)”的吸波材料,是行業(yè)內(nèi)關(guān)注的主要問題,開發(fā)出能適應(yīng)不同苛刻環(huán)境并滿足多功能需求的隱身材料,勢必會(huì)成為眾多國內(nèi)外科學(xué)家的研究熱點(diǎn)。
來源:蓋德化工網(wǎng)