1.吸波材料的研究现状
1.1吸波材料的研究背景
各种电子设备和通信技术的日益增多在给人们生活提供的便利的同时,也带来了不可忽视的电磁辐射问题。关于防治电磁污染的问题,近年来,低反射、高吸收的吸波材料受到越来越多的青睐[1-3]。在现代战争中,吸波材料隐身技术的发展提高了兵器的生存能力,而且也已成为世界各国优先发展的军事战略重心。因此,电磁屏蔽与吸波材料在社会生活和国防建设中都起着重要作用,其研发与应用也就成为材料领域研究的热点[4] 。
1.2 吸波材料的特性
吸波材料要具有两个特性:阻抗匹配和衰减特性。阻抗匹配意味着入射电磁波可以最大程度地进入材料内部; 衰减特性表示电磁波进入材料内部后可以被吸波材料衰减吸收。根据传输线理论,反射损耗RL(单位 dB)可通过公式(1) 表示:
(1)
(2)
(3)
(4)
其中,Zin 为入射波在自由空间与材料界面处的阻抗,Z0为入射波在自由空间的阻抗,mu;r与εr 分别表示材料相对复磁导率与复介电常数,f为自由空间中电磁波频率,d是样品厚度,c是光速。RL的绝对值越大,说明材料反射的电磁波越少,材料的吸波性能也就越好。由公式(1)可知,当介质材料的入射波阻抗Zin = Z0 时,RL为-infin;,即复合材料的有效介电常数等于有效磁导率。在这种理想情况下,材料对电磁波无反射(阻抗匹配)。而在通常情况下,材料的 RL<0 则说明材料具备一定吸波性能 (衰减特性)。当材料的RL值达到-20 dB 以下,吸波材料对入射电磁波的能量衰减可以达到 99%[5] 。
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