纳米吸波材料为什么能吸收雷达波?

刚少65235622


现代科学技术迅速发展,无形无迹的电磁波充斥着人们的生活空间,严重的电磁污染给地球的生态环境带来了严重的破坏,因此,研制开发新型吸波材料已经成为当今社会的热点;同时,随着现代军事技术的不断发展,战争越来越信息化,立体化,雷达探测技术的不断发展,现代军队为提高自身的生存和突防能力,也越来越多的应用到隐身技术,而作为隐身技术关键的吸波材料也成为各国军事科技力量研究和开发的重点和热点。

纳米吸波材料原理及特性

纳米材料是指特征尺寸在1~100nm的材料。纳米材料由于其自身结构上的特征而具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应,因而与同组分的常规材料相比,在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能,在微波吸收方面显示出很好的发展前景。吸波材料是指能够吸收投射到它表面当今电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为其他形式的能量的一类材料。

当一个微粒的尺寸小到纳米量级时,它的微观结构和性能既不同于原子、分子的微观体系,也不同于显示本征性质的大颗粒材料宏观体系,而是介于二者之间的一个过渡体系。纳米微粒尺寸小,比表面积大,具有很高的表面能,从而对其化学性质有很大影响。实验证明,粒子分散度提高到一定程度后,随着粒子直径的减小,位于粒子表面的原子数与总原子数的比值急剧增大,当粒径降为5nm 时,表面原子所占比例可达50%。由于表面原子数增加,微粒内原子数减少,使能带中的电子能级发生分裂,分裂后的能级间隔正处于微波的能量范围内(l×l0-2-l×lO-5eV),从而导致新的吸波通道。一方面,纳米微粒尺寸远小于雷达波波长,对雷达波的透过率大大高于常规材料,这就大大降低了对雷达波的反射率;另一方面,纳米材料的比表面积比常规微粒大3~4个数量级,对雷达波和红外光波的吸收率也比常规材料高得多。此外,随着颗粒的细化,颗粒的表面效应和量子尺寸效应变得突出,颗粒的界面极化和多重散射成为重要的吸波机制,量子尺寸效应使纳米颗粒的电子能级发生分裂,其间隔正处于微波能量范围(10:-2:10-5 eV)从而形成新的吸波通道


枫桥夜泊天下


纳米材料是指材料组分的特征尺寸在纳米量级 (1 ~ 100nm) 的材料 , 它独特的结构使其自身具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应 , 金属、金属氧化物和某些非金属材料的纳米级超微粉在细化过程中 , 处于表面的原子数越来越多 ,增大了纳米材料的活性 , 在电磁场的辐射下 , 原子、电子运动加剧 , 促使磁化 , 使电磁能转化为热能 , 从而增加了对电磁波的吸收效果。由于纳米材料在具有良好吸波特性的同时还具有频带宽、兼容性好、面密度低、涂层薄的特点 , 美、俄、法、德、日等国都把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和探索。目前 , 美国研制的被称作 “ 超黑粉 ” 纳米吸波材料 , 所吸收的雷达波可达 99 % 。法国研制出一种宽频微波吸收涂层 , 这种吸收涂层由胶粘剂及纳米级微粒填充材料组成。这种由多层薄膜叠合而成的结构具有很好的磁导率 ,50MHz 至 50 GHz 内具有良好的吸波性能。总之纳米吸波涂料是一种非常有发展前途的吸波涂料。


分享到:


相關文章: