纳米吸波剂的研究进展
日期：2018-11-20 09:36
近年来对纳米材料的研究不断深入,纳米吸波材料具有良好的吸波性能的同时,兼备了质量轻、宽频带、兼容性好、厚度薄等特点,引起各国军界研究人员的极大兴趣,并开始以纳米材料为新一代隐身材料的探索和研究工作。纳米薄膜一般具有薄膜和纳米的两重性,是由纳米晶粒组成的准二维系统,它具有约占50%的界面组元,因而显示出与晶态、非晶态物质均不同的崭新性质,如吸收能力、室温电导率、热稳定性、掺杂效应等均有很大改观。目前,国内外研究的纳米薄膜吸收剂主要包括纳米金属膜(Fe、Ni、Co等及各种合金)和绝缘介质膜(碳、碳化物、氧化物等与磁性纳米粒子结合)。
纳米金属膜合金膜一般为多晶薄膜或非金属薄膜,金属如Fe、Ni、Co等本身具有一定的电磁特性,加工至纳米尺寸后,兼具纳米吸波材料的特性;而绝缘介质膜多为电损耗材料和磁损耗材料在纳米尺寸复合而成,弥补了单一材料在电损耗或损耗衰减上的不足,并且可能表现出两种复合组分都不具有的综合效应,提高了材料的微波吸收性能。所以,纳米薄膜或纳米多层膜材料具有优异的电磁特性,其高频(从超高频到微波频段)复数磁导率实部可在0-100范围内调解。法国最新研制成功一种宽频吸波涂层,它由胶黏剂和纳米微屑填充材料一构成,纳米级微屑由超薄不定形磁性薄层及绝缘层堆叠而成,磁性层厚为3m绝缘层厚为5nm,这种多层薄膜叠合而成的夹层结构具有很好的微波磁导率,其磁导率的实部和虚部在0.1-10GHz宽频带内均大于6。与胶黏剂复合成的吸波涂层在50MHz~50GHz频率范围内具有良好的吸波性能。
纳米薄膜吸收剂作为新型吸收剂的优势在于制备方法的多样化,可选材料种类繁多,可以将不同吸波机理、不同吸波颗段的吸波材料进行复合,形成纳米多晶膜或纳米粒子薄膜,实现材料的多种吸波机理、宽频段的高性能吸收。
纳米粉体的颗粒小于100nm,纳米粉体所具有的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应,使纳米粉体具有一系列优异的物理、化学特性。金属和金属氧化物在细化为纳米粒子时,比表面积增大,处于颗粒表面的原子数越来越多,悬挂键增多,界面极化和多重散射成为重要的吸波机制。金属纳米粉对电磁波特别是高频至光波频率范围内的电磁波具有优良的衰减性能。研究了平均粒径大小为10m的y(Fe,Ni)合金的微观结构和微波吸收特性,该材料在厘米波段和毫米波段均具有优异的吸收性能,最高吸收率可达99.95%;同时,金属Al、CTi、Cr、Nd、Mo等的超细粉屑作为微波吸收剂也有报道。用沉淀-氧化法合成了粒晶在20~80mm范围内的,晶粒可调、分布窄的聚合物包覆的Fe3O4微球并对其性能和应用进行了探索,进一步研究了Fe3O4/聚苯胺纳米复合材料的微波吸收性能。对晶粒为10nm和100nm两种Fe3O4微粒在1MHz-1GHz频率范围内的电磁波吸收性能进行了研究,认为随着微波频率的增大,纳米级Fe3O的吸波能力逐渐增加,但10nmFe1O4的吸波能力大于100nmFe3O4的吸波能力,且粒度越小,磁损耗越大,吸波效能越高。
上一篇：纳米吸波材料作为隐身材料的研究
下一篇：碳纳米管吸波剂