而電磁波吸收材料(以下稱(chēng)吸波材料)就是飛機“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。 美國數次隱形飛機實(shí)戰的案例,也充分讓我們意識到隱形飛機的巨大威脅。
吸波材料是什么 Guide View 隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種電子、電氣設備充斥著(zhù)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(wèn)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的污染源,因此,大量電磁波屏蔽和吸收材料應運而生。
吸波材料可以吸收投射到它表面的電磁波能量,并通過(guò)材料的耗散機制轉換為熱能等其他形式,從而達到有效吸收和衰減電磁波的目的,具有高導磁率、可選擇頻段寬等特點(diǎn),并可針對特定頻段定向開(kāi)發(fā)。 按元素分類(lèi),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(lèi)型的材料,如:導電聚合物 、手性材料(左手材料)、等離子材料。 按損耗機制分類(lèi),吸波材料可分為: 1)電阻型損耗,此類(lèi)吸收機制和材料的導電率有關(guān)的電阻性損耗,即導電率越大,載流子引起的宏觀(guān)電流(包括電場(chǎng)變化引起的電流以及磁場(chǎng)變化引起的渦流)越大,從而有利于電磁能轉化成為熱能。 2)電介質(zhì)損耗,這是一類(lèi)和電極有關(guān)的介質(zhì)損耗吸收機制,即通過(guò)介質(zhì)反復極化產(chǎn)生的“摩擦”作用將電磁能轉化成熱能耗散掉。 3)磁損耗,此類(lèi)吸收機制是一類(lèi)和鐵磁性介質(zhì)的動(dòng)態(tài)磁化過(guò)程有關(guān)的磁損耗,其主要來(lái)源是和磁滯機制相似的磁疇轉向、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制是如今吸波材料分析的一大熱點(diǎn)。
吸波材料的應用 Guide View 在工程應用上,除要求吸波材料在較寬頻帶內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;主要的應用領(lǐng)域,包括通訊領(lǐng)域防電磁干擾和軍工領(lǐng)域飛機、雷達等設備隱身等。 目前飛機、導彈、艦船等許多裝備都可以通過(guò)降低雷達截面和減小自身的紅外輻射實(shí)現隱形。 通過(guò)對電磁波反射假信號,可以使高靈敏機載雷達假截獲或假跟蹤。
隱身技術(shù) 反雷達偵察的有效手段之一,就是在飛機、導彈、坦克等各種武器裝備和軍事設施上面涂復吸收材料,就可以吸收偵察電波、衰減反射信號,從而突破敵方雷達的防區,減少武器系統遭受紅外制導導彈和激光武器的襲擊。 1990年的海灣戰爭中,美國首批進(jìn)入伊拉克境內的F-117A飛機就是涂復了吸收材料的隱形飛機,它們有效避開(kāi)了伊拉克的雷達監測。 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車(chē)輛。 此外,電磁波吸收材料還可用來(lái)隱蔽著(zhù)落燈等機場(chǎng)導航設備及其它地面設備、艦船桅桿、潛艇的潛望鏡支架和通氣管道等設備。 安全保護 高功率雷達、通信機等設備的應用,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(wèn)題。 另外,通過(guò)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(wèn)題。
微波暗室 由吸收體裝飾的壁面構成的空間稱(chēng)為微波暗室,主要用于雷達或通信天線(xiàn)、導彈、飛船、衛星等特性阻抗和耦合度的測量以及宇宙飛船的安裝、測試和調整等問(wèn)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(室內可全天候工作),還可保守秘密。 改善整機電磁兼容性能 當一駕飛機或一艘艦船上的幾部雷達同時(shí)工作時(shí),雷達天線(xiàn)間的信號串擾問(wèn)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(lái)提高雷達或通信設備的性能。 RFID天線(xiàn)抗金屬隔離應用 利用一類(lèi)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(chǎng)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(chǎng)規模年均復合增長(cháng)率為9.2%,2019年全球吸波材料市場(chǎng)規模約為297.5億元。 5G電磁波應用頻譜從米波拓展至毫米波,大大增加了吸波材料的需求。 預計2020-2025年,市場(chǎng)規模將以8.0%以上的增速繼續快速上升。 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;國內企業(yè)中主要有飛榮達、鴻富誠、大連東信、武漢磁電等。 國內部分吸波材料雖然已經(jīng)達到國際領(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(chǎng)競爭。 總結 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,國內的發(fā)展幾乎一片空白。 構建同時(shí)兼備“薄、輕、寬、強”的吸波材料,是行業(yè)內關(guān)注的主要問(wèn)題,開(kāi)發(fā)出能適應不同苛刻環(huán)境并滿(mǎn)足多功能需求的隱身材料,勢必會(huì )成為眾多國內外科學(xué)家的研究熱點(diǎn)。
來(lái)源:蓋德化工網(wǎng)