吸波机理1阻抗匹配特性2.pptx
- 文档编号:262390
- 上传时间:2022-10-08
- 格式:PPTX
- 页数:27
- 大小:1.72MB
吸波机理1阻抗匹配特性2.pptx
《吸波机理1阻抗匹配特性2.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《吸波机理1阻抗匹配特性2.pptx(27页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
报告人:
麻亚挺专业:
材料学学号:
20720131150068,吸波复合材料,2,3,4,1背景及应用,目录CONTENTS,吸波复合材料的发展趋势,吸波复合材料分类,吸波机理,背景及应用,1、军用吸波材料,2、民用吸波材料,地空雷达示意图,军用隐身:
使敌方的各种探测系统(如雷达、红外等)发现不了我方的武器,无法实施拦截和攻击。
隐身技术是高技术综合体,外形设计,隐身材料,军用隐身技术,战机隐身技术,雷达可探测面积,隐身战机的先驱:
F-117A(夜鹰),隐身特性,复杂的多面体外形,使反射雷达波改变方向,产生散射,敌方雷达很难收到反射信号,机身、机翼和垂尾大量采用了玻璃纤维、碳纤维等雷达隐身材料,隐身战斗机:
美国VS中国,F22,F35,J20,J10,民用领域的吸波材料,防辐射键盘,防辐射天线,铁氧体电磁吸收环(用于通信,导航,电磁兼容防止电子器件之间的磁干扰),1、阻抗匹配特性,吸波机理2、衰减特性3、吸波材料的复合及性能,吸收越多,透射越少,电磁波通过吸波材料的特点,电磁波通过吸波材料示意图,反射越少,阻抗匹配特性,衰减特性,材料表面的阻抗与自由空间的特征阻抗尽可能的接近使得入射的电磁波尽可能多地进入到材料内部,在空气和材料界面的反射系数接近零,包括电阻损耗、介电损耗和磁损耗等将电磁能转换成热能或其它形式的能量而耗散掉使从材料内部透射的电磁波尽可能的少,吸波材料满足的两个条件,电磁学基础知识,电磁波的电磁特性可描述为:
介电常数()和磁导率()的函数,因此吸波材料的吸收电磁波特性同样由介电常数和磁导率所决定,介电常数和磁导率,可写成复数形式如右,阻抗匹配特性,R:
反射系数,Zin:
界面处波阻抗Z0:
空气的阻抗,当Zin=Z0时,反射系数R=0,即该材料与自由空间波阻抗达到了匹配,入射的电磁波尽可能多地进到材料内部,在空气和材料界面的反射系数接近零,尽可能的通过工艺调配使材料的介电常数,和磁导率来达到阻抗匹配,电磁波的介电损耗和磁性损耗特性常用损耗正切角来表示,电损耗机制:
1、电阻损耗,2、电介质中杂质引起的漏导电流损耗3、电介质中的电偶极子极化引起的电流损耗,2、涡流损耗3、畴壁共振和自然共振损耗等,磁性损耗机制:
虚部越大,损耗越大1、磁滞损耗和磁后效损耗,损耗特性,单一组元吸收剂:
难以同时满足阻抗匹配和损耗特性,吸收剂(金属粉末),+绝缘介质(聚合物基体),使复合材料整体不呈现金属特性,以减小金属对电磁波的反射,提高阻抗匹配,金属/介电核壳结构微纳米胶囊,同时有磁性损耗和介电损耗、涡流效应具有高的损耗和较好的阻抗匹配特性,为什么要复合,复合材料吸收剂:
才能在满足透射时增加吸收,基体,骨架作用,提供材料的力学性能强的粘附力、耐磨性、耐冲刷性阻抗接近自由空间的阻抗,添加剂,改进加工工艺提高产品质量赋予材料特殊功能,吸收剂,良好的频率特性较高的电磁损耗性基体中容易分散价格便宜,复合吸波材料的基本构成,吸波材料的复合及性能,蜂窝平板夹层吸波结构试验件示意图,吸波材料反射损耗图,宽的吸收频率+高的反射损耗,高透射+强吸收,吸波材料的分类,1、按成型工艺分类,2、按损耗机理分类,按成型工艺分类,成型工艺,涂覆型,结构型,具有电磁波吸收功能的涂料或者贴片材料,将吸收剂分散在层状材料中,或者采用复合材料做面板,铁氧体吸波涂料,铁氧体(吸收剂)+机高分子材料(黏结剂)+附加物,具有磁吸收和电吸收体积小、吸波效果好、成本低的特点密度大、高温特性差,超微磁性金属粉,超细磁性金属粉末+高分子黏结剂,通混合比例调节电磁参数,达到理想的吸波效果,微波磁导率较高、温度稳定性好,抗氧化、耐酸碱能力差,涂敷型吸波材料,纳米吸波涂层,导电高聚物涂层,磁纤维吸波涂层,手性吸波涂层,尺寸在0.1-100nm:
小于雷达发射的电磁波波长,对雷达波的透射率强,比表面积大:
对电磁波和红外光波的吸收率大,纤维:
可通过多种吸波机制宽频带内实现高吸收,,重量:
可减轻40-60%,共轭电子:
线形或平面形构型高分子电荷:
转移给络合物的作用,设计高聚物的导电结构,实现阻抗匹配和电磁损耗,在基体树脂中:
掺和一种或多种具有不同特性参数的手性媒质构成。
手性材料的双各向同性的特性:
其电场与磁场相互耦合设计吸波材料,吸波,涂敷型吸波材料,混杂纱,陶瓷型,C-C型,增强纤维之间按一定比例的混杂优良的吸透波性能+重量轻、强度大、韧性好等特点,作为制造隐身飞机机身、导弹壳体等部件能大大减少隐身飞行器雷达散射截面。
如SiC纤维、Al2O3纤维、Si3N4等陶瓷型吸波材料,能满足在特殊情况下耐高温、高速热气流冲击的要求,极稳定的化学键:
抗高温烧蚀性能好、强度高、韧性大,还具有优良的吸波性能。
缺点:
抗氧化性差,,结构型型吸波材料,根据材料损耗的机理分类,电阻损耗型,介电损耗型,磁损耗型介质的磁滞、涡流:
磁后效、自然共振、畴壁共振,复磁导率、磁损耗角正切,电场的相互作用:
电导率越大,越有利于电磁能转化为热能,炭系材料石墨导电金属铝、铜导电高分子聚苯乙烯、聚乙炔、聚吡咯、聚对亚苯等,介质的极化弛豫损耗:
高介电常数和介电损耗角正切,陶瓷类碳化硅、氮化硅、碳化硅-硅纤维、钛酸钡。
二氧化锰类不同形貌、掺杂、与其他吸收剂复合,铁氧体尖晶石型、石榴石型和磁铅石型磁性金属铁、钴、镍及其合金所组成的细微粉或纤维状材料,材料的损耗机理分类,吸波材料的发展趋势,吸波材料的发展趋势,兼容化,复合化,智能化,宽频带吸波:
即用同一种隐身材料对抗多种波段的电磁波源的探测,多材料复合:
以满足”薄、宽、轻、强”等综合性能。
智能型材料:
具有感知功能、信息处理功能等功能的材料。
谢谢!
报告人:
麻亚挺,专业:
材料学,学号:
20720131150068,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机理 阻抗匹配 特性