吸波质料专栏（三）：不中期的传统收受剂—羰基铁粉 – 质料牛

发布时间：2024-12-26 04:27:17 来源： 作者：耳边风

第一期讲到的吸波雷达吸波质料按质料成型工艺战启载才气，雷达吸波质料可分为涂敷型吸波质料战挨算型吸波质料。质料专栏本期介绍一下传统的不中涂覆型吸波质料中操做最为普遍的收受剂—羰基铁粉。

羰基铁粉由于其温度晃动性好、传统磁导率下战斲丧老本低的收受特色，正在吸波质料中具备普遍的剂羰基铁操做远景，是粉质国内里钻研最深入、操做最普遍、料牛吸波功能劣秀的吸波电磁波收受剂，而且小大量操做于现役的质料专栏刀兵配置装备部署上。好比，不中好国的传统F/A-18C/D“小大黄蜂”飞机，为了降降其雷达反射截里积（RCS），收受正在机身概况及机翼上操做了羰基铁粉为主的剂羰基铁雷达吸波质料，F-15SE“清静冷清鹰”是粉质F-15重型战争机的最后改擅型，为了保障其里临三代及三代半战争机的地面下风，对于其隐身功能妨碍了改擅，正在概况裂痕毗邻处、机翼、机身的诸多部位操做了小大量的羰基铁粉为主的雷达吸波质料，使其正里的雷达反射截里积降降到了F-35的水仄。

羰基铁粉是由羰基铁直接分解患上到的铁粉，五羰基铁化开物Fe（CO）₅倍减热到70~80℃时匹里劈头分解成Fe战CO，正在155℃时小大量分解，最后组成葱头状挨算的羰基铁粉，所天去世的羰基铁粉尾要为铁。常睹的羰基铁粉有球形战片状两种形貌，图1为两种形貌羰基铁粉颗粒正在扫描电镜下的照片。球状羰基铁粉的下频磁性受限于Snoek极限，易以知足“薄、沉、宽、强”的吸波功能要供，而片状羰基铁粉则可能突破极限患上到劣秀的下频电磁功能。

图1. 球状羰基铁粉       

               图2.片状羰基铁粉

具备卓越吸波功能的质料，一是尽可能小大的正在吸波质料外部对于进射雷达波耗益掉踪降；两是雷达吸波质料的阻抗战进射雷达波的阻抗相互立室，抵达了无反射的条件。要抵达条件一，介电常数战磁导率是影响电磁波战介量相互熏染感动的尾要参数。其中介电常数：ε=ε'-iε^" 。磁导率为μ=μ'-iμ^" ，ε^" 及μ^"分说展现介电耗益战磁耗益。对于介量质料去讲，有着对于电磁波耗散战收受的才气。要抵达条件两, 正在逍遥空间中，阻抗为Z₀时，雷达波投射到阻抗为Z₀的介电层概况，可能产去世部份反射，反射系数R =(1 –Z/ Z₀)/(1 + Z/ Z₀)。

真践上尽可能要供吸波质料知足条件两，即正在确定频带宽度规模内对于电磁波有猛烈收受衰减：

（1）阻抗立室条件：降降电磁波的反射系数，即当电磁波进射到质料概况时，让其最小大限度天进进质料外部；单层吸波涂层的反射耗益RL（dB）可由复介电常数战复磁导率经由历程公式合计而患上。

式中：Z_o为逍遥空间的特色阻抗，Z_in为收受涂层的输进阻抗，f为电磁波的频率，d为吸波涂层薄度，c为真空光速。

当微波垂直进射到涂层概况时，其振幅反射率ρ为：

要抵达无反射，即，由可知需知足如下条件：

式中：为逍遥空间的相对于磁导率，为逍遥空间的相对于介电常数，值均为1^[10]；、为质料的相对于磁导率、相对于介电常数，凭证上述条件可患上。果此可知，若阻抗残缺立室即微波残缺进进涂层无反射，则需涂层的相对于磁导率与相对于介电常数至关，可是古晨那类质料仍已经找到。因此若真现好的阻抗立室，需使质料的相对于介电常数与相对于磁导率相好越小越好。

衰减条件：电磁波正在质料外部转达时可能约莫锐敏衰减。电磁波正在质料外部转达时，质料对于微波的收受率为：

式中：为涂层的收受率，a为涂层的衰减系数，d为涂层的薄度。果此可知，若使进进涂层的微波残缺衰减，即残缺被收受，则等式右侧，果此必需无穷接远于0，故a或者d需供无穷小大。真践上出有a为无穷小大的涂料，d为无穷小大也出有开诡计义；a的值与质料的磁导率尽正相闭，果此若知足衰减条件需后退质料的磁导率。可是a值小大战阻抗立室是矛盾的，同样艰深涂料的a值越小大，其本征阻抗越小，越易与逍遥空间的特色阻抗立室。因此要凭证真践需供尽可能知足阻抗立室战衰减两个根基条件妨碍设念。

同时也可能看出，不管要知足阻抗立室，借是知足衰减条件，吸波质料功能的黑白与质料的介电常数及磁导率松稀松稀亲稀相闭。果此吸波质料的商讨从素量上是对于其电磁参数的钻研，而质料的电磁参数又与决于其组分、挨算战中不美不雅形貌。果此经由历程商讨质料的妄想挨算战中不美不雅与质料电磁参数的关连，救命其挨算特色，从而患上到劣秀的吸波功能。因此真现对于收受剂微波电磁参数的逍遥调控是商讨质料吸波功能的闭头地址。羰基铁粉果具备下饱战磁化强度战价钱高尚等劣面是古晨吸波剂规模中最尾要的钻研工具之一。

吸波质料专栏第两篇：吸波质料专栏（两）：三小大挨算型吸波质料梳理

吸波质料专栏第一篇：后退卒器配置装备部署沙场保存才气的‘神器’—雷达吸波质料

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