吸波材料知識(shí)介紹

發(fā)表時(shí)間：2020-11-11 訪問量：

吸波材料的定義

所謂吸波材料，指能吸收投射到它表面的電磁波能量的一類材料。在工程應(yīng)用上，除要求吸波材料在較寬頻帶內(nèi)對(duì)電磁波具有高的吸收率外，還要求它具有重量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能。

結(jié)構(gòu)：

電磁波吸收原理

電磁波吸收材料的原理是吸收入射的電磁波，并將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能損耗掉。

隱身材料

聲隱身材料：包括吸聲材料，隔音材料，消聲材料等，主要用于潛艇的螺旋槳和外殼的消聲瓦，避開敵方的聲納系統(tǒng)。

紅外隱身材料：就是要降低物體的紅外輻射或者使物體的紅外輻射與背景基本達(dá)到一致，難以被敵人的紅外探測(cè)發(fā)現(xiàn)。紅外隱身材料主要用于飛機(jī)蒙皮，坦克外殼等部件。

可見光隱身材料：一般采用顏色與環(huán)境一致的保護(hù)色材料，形成于背景顏色接近的迷彩圖案，用于戰(zhàn)斗機(jī)、坦克、裝甲車等軍用設(shè)備。

激光隱身材料：用來對(duì)抗激光制導(dǎo)武器、激光雷達(dá)等，這些材料對(duì)激光的反射率低而吸收率高。

雷達(dá)隱身材料：(也稱吸波材料)能吸收雷達(dá)波，使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)波，從而達(dá)到隱身的目的。

非隱身材料與隱身材料比較示意圖

雷達(dá)依據(jù)目標(biāo)反射的電磁波來跟蹤目標(biāo)。根據(jù)反射信號(hào)的強(qiáng)弱、方位、時(shí)間等信息可計(jì)算出敵方目標(biāo)的方位、運(yùn)動(dòng)速度等。目標(biāo)的反射信號(hào)越強(qiáng)，雷達(dá)就越容易探測(cè)到目標(biāo)。雷達(dá)隱身材料（也稱吸波材料）能吸收雷達(dá)波，使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)波，從而達(dá)到隱身的目的。吸波材料主要是通過電磁能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散或者使電磁波因干涉而抵消。

雷達(dá)吸波復(fù)合材料至少有三層(有的達(dá)幾十層)。最外層是透波層．通常由涂覆透波樹脂涂層的特殊碳纖維編織物編成；中間層為電磁損耗層，由低介電性能的特殊碳纖維，石英纖維，玻璃纖維或混雜纖維與電磁損耗填加物組成。中間層還可以設(shè)計(jì)成波紋形，角錐形，蜂窩夾芯(單層或多層蜂窩夾芯層)，泡沫夾芯等。最內(nèi)層(底板／基板層)必須具有反射雷達(dá)波的特性，一般由碳纖維復(fù)合材料或金屬材料組成。中層間的吸波填料可以是無規(guī)則球形粒子，無規(guī)則纖維或片狀填料。使用球形填料較多，它有利于改進(jìn)結(jié)構(gòu)性能和熱特性。

軍事隱身領(lǐng)域

F-117A（夜鷹）戰(zhàn)斗機(jī)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中取得的巨大成績促使吸波材料快速的發(fā)展。

外形像一個(gè)堆積起來的復(fù)雜多面體，大部分表面向后傾斜，具有大后掠機(jī)翼和V形垂尾。這種外形能使反射雷達(dá)波改變方向，產(chǎn)生散射，敵方雷達(dá)很難收到反射信號(hào)。F－117的機(jī)身、機(jī)翼和垂尾大量采用了玻璃纖維、碳纖維等雷達(dá)隱身材料。

民用領(lǐng)域

測(cè)量設(shè)備

吸波材料的分類

按成型工藝和承載能力可分為涂覆型和結(jié)構(gòu)型兩類：

涂覆型：涂料(如鐵氧體)貼片（塑料、橡膠和陶瓷）；

結(jié)構(gòu)型：碳纖維骨架和碳基體（碳粒、碳化硅粉等）組成的復(fù)合材料。

按其工作原理不同，吸波材料可分為干涉型和吸收型兩種。

按損耗機(jī)理的不同，可分為介電型吸波材料和磁性吸波材料。

介電型吸波材料的主要特點(diǎn)是具有高的介電常數(shù)和較大的介電損耗角,以介質(zhì)的電子極化或界面衰減來吸收電磁波。

磁性吸波材料損耗機(jī)理主要為鐵磁共振吸收，具有較大的磁損耗角，以渦流損耗、磁滯損耗、剩余損耗機(jī)制衰減，吸收電磁波。

幾種吸波材料

吸波材料的發(fā)展趨勢(shì)

兼容化：要求隱身材料具備寬頻帶吸波特性，即用同一種隱身材料對(duì)抗多種波段的電磁波源的探測(cè)。

復(fù)合化：需要將多種材料進(jìn)行各種形式的復(fù)合以滿足“薄、寬、輕、強(qiáng)”等綜合性能。

智能化：智能型材料是一種具有感知功能、信息處理功能、自我指令并對(duì)信號(hào)作出最佳響應(yīng)功能的材料。

智能隱身材料

智能隱身材料：能從自身的表層或內(nèi)部獲取關(guān)于環(huán)境條件及其變化信息，進(jìn)行判斷、處理和做出反應(yīng)，以改變自身的一種或多種參數(shù)，使其很好的與外界協(xié)調(diào)。其實(shí)是一種自適應(yīng)的材料系統(tǒng)。

雷達(dá)波智能隱身材料

英國謝菲爾德大學(xué)研制的自適應(yīng)雷達(dá)波吸收材料，能夠通過調(diào)節(jié)電壓，使得吸收體中每層導(dǎo)電聚合物的電阻可調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了反射率、吸收峰不同頻率下可調(diào)的目的，使得在很寬的頻帶內(nèi)具有很強(qiáng)的隱身能力。

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