
吸波材料的定義
吸波材料是一種能量轉換材料,能夠有效地吸收電磁波,并通過能量轉換將電磁能量耗散掉或使電磁波通過干涉而消失。
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;基體材料主要起粘接或承載作用。
吸波材料的物理機制
吸波材料的基本物理原理是,材料對入射電磁波實現有效吸收,將電磁波能量轉換為熱能或其它形式的能量而損耗掉。該材料應具備兩個特性即波阻抗匹配特性和衰減特性。波阻抗匹配特性即創造特殊的邊界條件是入射電磁波在材料介質表面的反射系數r 最小,從而盡可能的從表面進入介質內部。衰減特性是指進入材料內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表征。要提高介質吸波效能,其基本途徑是提高介質電導率,增加極化“摩擦”和磁化“摩擦”,同時還要滿足阻抗匹配條件,使電磁波不反射而進入介質內部被吸收。而對于單一組元的吸收體,阻抗匹配和強吸收要同時滿足常常會有矛盾,因此有必要進行材料多元復合,以便調節電磁參數,使之盡可能在匹配條件下,提高吸收損耗能力。盡管提高吸收介質的導電率是增加損耗的重要手段,但電導率達到金屬特性時,反射系數r趨近于1,將遠離匹配條件,金屬作為導電吸收劑一般以超細粉狀復合到其它介質中。則一定存在一個最佳的電導率,使材料的回波率最低,這個復合材料電導率一般在半導體范圍之內。
吸波性能的評價
評價材料的吸波性能需同時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創造特殊的邊界條件,使入射電磁波在材料介質表面的反射最小而盡可能多地進入材料內部。目前一般使用反射率R以及R<-10dB的頻寬來表示材料的吸波性能。
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