吸波复合材料的发展

　　吸波复合材料的发展
　　1.吸波材料简介
　　吸波复合材料是复合材料发展的一个热点，研究吸波材料在民用和军事领域都具有重要意义。在民用领域，吸波材料可以减少精细电磁设备之间的干扰，也可以用来减少电磁污染。在军事领域，吸波材料主要用作隐身材料，以提高武器的生存、防御和隐蔽能力。复合材料在吸波材料制造中的应用，可以赋予其轻质、高强、承重的特性，提高吸波材料的综合性能。
　　二、吸波材料的原理
　　根据吸波剂对电磁波的损耗机理，吸波材料可分为磁损耗、介电损耗和导电损耗三种。磁损耗吸收材料包括铁氧体、磁性金属等。电磁波的主要损耗机制是磁滞损耗、铁磁共振和涡流损耗。介电损耗吸收材料包括碳化硅、钛酸钡等。其主要通过电介质极化效应引起的弛豫损耗来吸收电磁波；导电损耗吸收材料包括低电阻碳材料、高分子导电聚合物和非磁性金属粉末等。当这些材料感应到外界电磁场时，会产生感应电流，进而产生感应磁场，可以达到屏蔽外界电磁场的目的。
　　三、吸波材料的研究进展
　　1.石墨烯
　　单纯用石墨烯作为吸波材料时，存在阻抗匹配低、损耗机制有限、在基体材料中分散性差的缺点，吸波能力较弱。但如果石墨烯结构中存在大量的缺陷和残留的含氧官能团，则更有利于电磁波的吸收和损耗。研究表明，石墨烯中的缺陷和残留的含氧官能团不仅可以提高材料的阻抗匹配性能，还可以产生含氧官能团的缺陷极化弛豫和电磁偶极化弛豫，有效提高石墨烯的微波吸收性能。
　　2.碳纳米管
　　对于碳纳米管来说，其优异的导电性使得电磁波容易被反射，不利于电磁波的吸收，损耗机制主要来自于极化引起的介电损耗和导电损耗，因此可以引入其他介电/磁性材料来改善阻抗匹配特性，增加损耗机制。

　　3.多孔碳材料
　　多孔碳材料具有很高的比表面积，广泛应用于催化、储能等方面。多孔结构也使多孔碳成为理想的吸波材料，但单纯的多孔碳材料仍然存在损耗机制单一和阻抗不匹配的问题。许多研究者在多孔碳材料中引入其他损耗材料来提高其吸波性能。
　　4.铁酸盐
　　除了传导损耗型碳基吸波材料，还有铁氧体等磁损耗型吸波材料。近年来，对单一铁氧体、碳基铁氧体、聚合物/铁氧体和生物基铁氧体复合材料的研究取得了丰硕的成果。目前，提高铁氧体吸波材料综合性能的研究主要集中在纳米化、纤维化、铁氧体中金属离子的替代或掺杂、微结构设计以及与碳材料、聚合物、生物材料的有效复合等方面。
　　第四，吸波材料的发展趋势
　　目前，吸波材料从性能上看主要有两个发展方向。一种是复合吸波材料，将各种材料结合起来，利用各种材料的协同效应，在某种吸波效果上增加其他优良性能。另一类是结构吸波材料，受吸波材料特殊性的限制，通过改变其他材料的表面结构，突破吸波材料固定组分的限制，达到吸波效果。
　　随着多光谱探测威胁的日益严峻，单一材料越来越难以满足隐身性能的要求。目前吸波材料主要集中在对2 ~ 18 Hz频段电磁波的吸收。但随着米波和毫米波探测技术的发展，对吸波材料的多波段吸收提出了更高的要求，要求同时吸收米波、厘米波、红外光和激光。将几种适合不同频段电磁波吸收的材料组合起来制作吸波结构是一种很有前途的方法。
　　Z后是具有其他功能(如耐高温、耐腐蚀、超疏水性等)的吸附材料。)是碳基吸波材料未来发展的另一个重要方向，研究人员需要开发适用于不同恶劣环境的吸波材料。随着科学技术的发展，单波段、单一功能的吸波材料将难以满足未来的需求，发展多功能、多波段的隐身材料将是未来的发展趋势。