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編號(hào)2016120545研究類型理論研究分類號(hào)TN2學(xué)士學(xué)位論文(設(shè)計(jì))Bachelor’sThesis論文題目隱身材料的制作與應(yīng)用作者姓名學(xué)號(hào)所在院系學(xué)科專業(yè)名稱導(dǎo)師及職稱論文答辯時(shí)間
中文題目:隱身材料的制作與應(yīng)用外文題目:ProductionandApplicationofstealthymaterial學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)院系專業(yè)學(xué)生班級(jí)學(xué)生承諾我承諾在學(xué)士學(xué)位論文(設(shè)計(jì))活動(dòng)中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī)范,本人學(xué)士學(xué)位論文(設(shè)計(jì))內(nèi)容除特別注明和引用外,均為本人觀點(diǎn),不存在剽竊、抄襲他人學(xué)術(shù)成果,偽造、篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況。如有違規(guī)行為,我愿承擔(dān)一切責(zé)任,接受學(xué)校的處理。學(xué)生(簽名):2016年5月12日指導(dǎo)教師承諾我承諾在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)士學(xué)位論文(設(shè)計(jì))活動(dòng)中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)道德規(guī)范,經(jīng)過(guò)本人核查,該生學(xué)士學(xué)位論文(設(shè)計(jì))內(nèi)容除特別注明和引用外,均為該生本人觀點(diǎn),不存在剽竊、抄襲他人學(xué)術(shù)成果,偽造、篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。指導(dǎo)教師(簽名):年月日
目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1.緒論 12.隱身材料 63.隱身材料的制作 93.1石墨烯 93.2碳化硅 103.3四氧化三鐵/鈷納米復(fù)合材料 123.4電阻膜 133.5鈦酸鋇/鋇鐵氧體核/殼粒子 143.6摻雜氧化物半導(dǎo)體 173.7La1-xSrxMnO3 194.如何實(shí)現(xiàn)隱身 235.隱身材料的應(yīng)用 275.1碳納米管的應(yīng)用 275.2防止電磁污染 285.3在飛機(jī)上的應(yīng)用 305.4看法 306.結(jié)論 32參考文獻(xiàn) 33
隱身材料的制作與應(yīng)用XX(指導(dǎo)教師,XXX)(XXX中國(guó)XXXXX)摘要:隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,各種新型材料被發(fā)現(xiàn)或被制作,其中就包括隱身材料。在如今,在某種條件下實(shí)現(xiàn)隱身是可以做到的,既然如此,那么實(shí)現(xiàn)隱身,隱身材料是必不可少的。本文主要介紹了什么是隱身,為了實(shí)現(xiàn)隱身的隱身材料有什么特點(diǎn),如何制作隱身材料,如何利用其特點(diǎn),介紹了隱身材料在哪些方面有哪些用途,以及自己的一些看法來(lái)表明實(shí)現(xiàn)隱身對(duì)今后生活及發(fā)展的影響,以此說(shuō)明對(duì)隱身材料探索,研究的重要性。關(guān)鍵詞:隱身材料;電磁波;吸波材料中圖分類號(hào):TN2ProductionandApplicationofstealthymaterialXX(Tutor:XXX)(XXXXXX)Abstract:Withthedevelopmentofmodernscience,avarietyofnewmaterialsarefoundorproduced,includingstealthmaterials.Intodayachievestealthundercertainconditionsitcanbedone,inthatcase,thentherealizationofstealth,stealthmaterialsisessential.Thispaperdescribeswhatisstealth,inordertoachievestealthstealthmaterialsWhatarethecharacteristics,howtomakestealthmaterials,howtouseitsfeatures,introducedstealthmaterialswhichuses,aswellassomeoftheirownviewsonwhattoshowtoachievestealthforthefutureaffectthelifeanddevelopmentasanexampleofstealthmaterialstoexploretheimportanceofresearch.Keywords:Stealthmaterials,Electromagneticwaves,Waveabsorbingmaterial隱身材料的制作與應(yīng)用1.緒論在某些科幻小說(shuō)中,隱身是指用肉眼無(wú)法察覺(jué),看到的一種狀態(tài),即物體存在我們看不見(jiàn)。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各種新型的材料逐漸被發(fā)現(xiàn)被制作,使得隱身在某種特定的條件下已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。隱身技術(shù),也被稱為隱形技術(shù),它是流體動(dòng)力學(xué),材料科學(xué),電子學(xué),光學(xué),聲學(xué),以及其他交叉應(yīng)用技術(shù)方面,是傳統(tǒng)的偽裝技術(shù)的研發(fā)和推廣。在軍事中,我們可以用此技術(shù)進(jìn)行偽裝,使敵方難以或無(wú)法察覺(jué)到我方的存在,以至于無(wú)法跟蹤或攻擊。在生活中,我們可以用此技術(shù)使對(duì)人體有害的輻射吸收掉,由此來(lái)減少電磁輻射對(duì)人們的危害。由此可見(jiàn),隱身技術(shù)在今后會(huì)越來(lái)越常見(jiàn),因此,為了實(shí)現(xiàn)隱身,隱身材料必不可少,所以,我覺(jué)得對(duì)隱身材料的制作與應(yīng)用的研究十分必要,不同的材料性質(zhì)不同,只有不斷的探索,思考才能找到最適合的材料,才能將材料合適的應(yīng)用于到更多的地方。中國(guó)證券網(wǎng)曾登過(guò)一則新聞,在成都舉行的超材料學(xué)術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)上,曾關(guān)于中國(guó)在超材料領(lǐng)域目前的進(jìn)展進(jìn)行了討論,專家們說(shuō),中國(guó)在與發(fā)達(dá)國(guó)家在超材料,它的“隱形”功能領(lǐng)域的同一級(jí)別,許多應(yīng)用及功能都能得以實(shí)現(xiàn)。據(jù)中國(guó)新聞網(wǎng)消息,超材料是由天然材料的不同,它是一種特殊的復(fù)合材料或者結(jié)構(gòu),人工設(shè)計(jì)通過(guò)傳統(tǒng)材料的物理尺寸,關(guān)鍵材料,有序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在雷達(dá),天線,電子戰(zhàn),電磁隱身等領(lǐng)域,超材料可調(diào)節(jié)的電磁波,改變電磁波傳播的模式。除此之外,1989年巴拿馬,第一隱形戰(zhàn)斗機(jī)投入戰(zhàn)斗,對(duì)美國(guó)軍事入侵盡快銷毀了大量的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)。因此,隱形不是一件不可能的事情,隨著現(xiàn)代科學(xué),聲,光,電等技術(shù)的飛速發(fā)展的發(fā)展,在很大程度上豐富了信息獲取手段,技術(shù)已經(jīng)改變了世界軍事的檢測(cè)和防御系統(tǒng)。隱身技術(shù)是在檢測(cè)與抗檢測(cè)技術(shù)進(jìn)步在一個(gè)軍事技術(shù)的發(fā)展,隱身技術(shù)是指降低目標(biāo)檢測(cè),敵人的檢測(cè)設(shè)備是難以找到或制作的檢測(cè)能力降低的技術(shù)。此外,隨著人們生活水平的提高,人們頻繁使用各種電器,使得各種通信設(shè)備正在變得越來(lái)越靈敏,密集的,高頻率和多樣性,這樣使得我們周圍的電輻射在日益增加,而這就導(dǎo)致了電磁波,電磁環(huán)境的污染和電子信息泄漏還有干涉。電磁污染嚴(yán)重危害了人體健康,要想消除或減少干擾和傷害,就需要較強(qiáng)的抗電磁干擾的材料和電磁波吸收材料,也就是說(shuō),如果隱身材料可在日常生活中吸收有害電磁波,可能能夠降低電磁污染,使人們受到的傷害盡可能的減少。在70年年中,美國(guó)空軍開(kāi)始實(shí)施方案,以減少雷達(dá)探測(cè)到零。之后,國(guó)外只注重吸收材料和波結(jié)構(gòu),涂層技術(shù)。它已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代武器領(lǐng)域。而計(jì)算機(jī)的發(fā)展,使低探測(cè)面有可能飛行。而隱身材料結(jié)構(gòu)的一個(gè)重大突破,使這種可能性變成現(xiàn)實(shí)。并且,國(guó)內(nèi)外對(duì)隱身材料的研究和制作都有了新的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展,利用非金屬材料比較好的透波性能,熱塑性樹脂紡絲PEEK,PEK,PPS,PEKK,PET,鉛和LCP等進(jìn)入單絲或復(fù)絲,分別與不同的特殊纖維如碳纖維,玻璃纖維、石英纖維、芳酰基根據(jù)胺纖維和陶瓷纖維摻入一定比例的紗束(見(jiàn)圖1),混合紗線織成各種面料,輕質(zhì)夾心或粗網(wǎng)眼布(見(jiàn)圖2)。復(fù)合樹脂具有類似于織物的復(fù)合材料,具有良好的吸收和滲透性,具有重量輕、強(qiáng)度高、韌性好等特點(diǎn)。用它來(lái)制造一個(gè)隱身飛機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼和導(dǎo)彈外殼等組成部分,可以大大降低雷達(dá)截面的隱身飛機(jī)。在美國(guó)海軍混紡紗的結(jié)構(gòu)隱身潛艇船體材料制造,潛水功能可以相當(dāng)于蘇聯(lián)的新型鈦合金外殼和吸收,屏蔽電磁波的效果是非常好的。混合復(fù)合材料的碳化硅纖維增強(qiáng)復(fù)合材料特別適合于隱身巡航導(dǎo)彈鼻錐和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的制造。復(fù)合紗線吸波復(fù)合材料是一種結(jié)構(gòu),具有廣闊的發(fā)展前景。它將成為二十一世紀(jì)的新型航空材料。除了這些,國(guó)外已經(jīng)證明,使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),以光纖傳輸速率的精確控制,以及混合增強(qiáng),編織,纏繞技術(shù),改變纖維和新穎纖維表面處理的橫截面的形狀是用于制造結(jié)構(gòu)的隱形的新技術(shù)材料[1]。隱身是檢測(cè)環(huán)境的控制和減少各種武器和設(shè)備的信號(hào)的特點(diǎn),使其在一定范圍內(nèi)很難找到,識(shí)別和攻擊技術(shù);用于隱身目標(biāo)材料稱為隱身材料。由于隱身技術(shù)可以大大提高武器的生存能力和作戰(zhàn)效能,受到許多國(guó)家的高度重視,并成為現(xiàn)代軍事技術(shù)研究的關(guān)鍵技術(shù)。目前,雷達(dá)在各種探測(cè)器中仍占主導(dǎo)地位,因此雷達(dá)波隱身材料是最重要和最快速發(fā)展的隱身材料。雷達(dá)波隱身材料的基本性能要求是吸收雷達(dá)波,所以這種材料也被稱為雷達(dá)吸波材料。在過(guò)去的十年中,雷達(dá)吸波材料已被用于各種武器和設(shè)備中。在二戰(zhàn)初期,美國(guó)和德國(guó)已經(jīng)開(kāi)始雷達(dá)吸波材料的研究,在吸附劑類型和性能方面,圖1PEEK、PEK和PPS復(fù)絲與碳纖維的混雜紗圖2各種織物,粗網(wǎng)織物和輕質(zhì)夾芯板都取得了巨大的發(fā)展,但很難滿足博寬隱身技術(shù)的提高,透光性強(qiáng),這是需要的解決在使用額外的體重增加,和使用的頻帶窄的問(wèn)題。根據(jù)不同的損耗機(jī)理,目前,研究的重點(diǎn)和主要應(yīng)用在高磁損耗材料,電損耗介質(zhì)和手性材料[2]。并且,近年來(lái),隨著先進(jìn)檢測(cè)系統(tǒng)和精確打擊系統(tǒng)的出現(xiàn),近空間保護(hù)領(lǐng)域“發(fā)現(xiàn)”戰(zhàn)略的理解,具有高隱身材料,使對(duì)方的檢測(cè),指導(dǎo)和調(diào)查系統(tǒng)失去其效能,盡可能,隱蔽自己已經(jīng)成為近空間車輛的大門,生存和發(fā)展的重要方向之一。但是由于檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,傳統(tǒng)的隱身技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足要求,這是一個(gè)迫切需要隱身技術(shù)來(lái)改變的。各種新材料的出現(xiàn),為人們提供了一個(gè)新的思路,提高了設(shè)備的隱身性能。近年來(lái),超材料成為新型隱身材料研究的熱點(diǎn)之一[3]。自20世紀(jì)90年代的第二十個(gè)世紀(jì)以來(lái),隱身武器在幾乎所有的海軍武器裝備領(lǐng)域中都有應(yīng)用,在實(shí)踐中出現(xiàn)了。隨著技術(shù)的進(jìn)步,激光在其他常規(guī)武器中的應(yīng)用將得到更廣泛的應(yīng)用。目前,美國(guó)是全球領(lǐng)先的隱形武器,俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本和瑞典等國(guó)也正在積極開(kāi)發(fā)。在這方面,中國(guó)也開(kāi)始有針對(duì)性的研究,據(jù)報(bào)道,國(guó)內(nèi)激光隱身涂料1.06微米波長(zhǎng)激光的吸收率已高達(dá)95%。目前,可見(jiàn)光、紅外、雷達(dá)、激光測(cè)距兼容,并能實(shí)現(xiàn)良好的隱身性能的多功能材料是研究的重點(diǎn),紅外和激光隱身復(fù)合隱身需要低發(fā)射率的材料,激光隱身材料的低反射率,兩者復(fù)合隱身是矛盾的。據(jù)報(bào)道,通過(guò)紅外透明粘合劑如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、K白粉病菌樹脂、改性乙丙橡膠,以及一些金屬顏料和半導(dǎo)體顏料ITO等研究,已基本形成1.06微米激光和8到14微米紅外復(fù)合隱身涂層。此外,采用雙層復(fù)合涂層是一種簡(jiǎn)單的復(fù)合隱身方法。從實(shí)驗(yàn)分析,我們可以知道,激光隱身涂層具有良好的性能上的雷達(dá)波傳輸,和厚度是約0.1毫米,這可以應(yīng)用于雷達(dá)吸波材料的表面,從而實(shí)現(xiàn)激光和雷達(dá)隱身的組合[4]。隨著民用、軍工、航天等行業(yè)的發(fā)展,電磁元件的研究也取得了新的進(jìn)展。例如,有源雷達(dá)吸波材料,主動(dòng)表面,和“智能”的組成部分,作為一個(gè)機(jī)械阻尼器,作為一個(gè)主動(dòng)雷達(dá)吸波材料,作為一個(gè)主動(dòng)雷達(dá)吸波材料的隱身應(yīng)用。這些新部件不能由傳統(tǒng)材料制造,必須根據(jù)專利的特點(diǎn),在新的電磁復(fù)合材料制備中使用。電磁復(fù)合材料是由基體材料和添加的夾雜物(稱為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中的增強(qiáng))。通過(guò)改變介質(zhì)的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和電阻率,以及夾雜物的形狀和排列,可以控制復(fù)合材料的電磁性能。其他因素,如顆粒的體積分?jǐn)?shù)和分散在基體中,也發(fā)揮了作用,在確定的電磁特性。這些新型電磁復(fù)合夾雜物主要是:在均勻基體中隨機(jī)分散均勻的球形顆粒,隨機(jī)分散在一個(gè)均勻的矩陣橢球或球形顆粒。纖維和針沿顆粒隨機(jī)分散;隨機(jī)擴(kuò)散片或板狀顆粒;多層層壓片或單層有序?qū)影澹挥行蛉∠蚝臀恢迷诶w維基體;特殊幾何形狀的包裹體,如嵌入在一個(gè)矩陣的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);用于空隙或孔隙的多相復(fù)合材料的[5]。2.隱身材料關(guān)于隱身,在軍事上,隱身指的是電磁波的散射在所有方向上完全消除來(lái)實(shí)現(xiàn)小說(shuō)里那些全方位全角度的消失,也是因?yàn)槿绱耍[身對(duì)人類生活的重要的科學(xué)價(jià)值將會(huì)產(chǎn)生巨大飛躍的變化成為世界上研究的熱點(diǎn)。隱身技術(shù)的重要組成部分便是隱身材料,隱身材料又稱為吸波材料,在設(shè)備無(wú)法改變外觀的前提下,實(shí)現(xiàn)隱形技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)就是隱身材料。隱身材料用于武器時(shí),該武器系統(tǒng)能夠減少檢出率,提高成活率,增加攻擊能力,并獲得最直接的軍事效益。因此,隱形材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用在飛機(jī),主戰(zhàn)坦克,艦艇,導(dǎo)彈,將成為國(guó)防高科技技術(shù)的重要組成部分。對(duì)于地面上的武器裝備,應(yīng)用隱身材料主要是為了防止機(jī)載雷達(dá)或紅外設(shè)備的檢測(cè),雷達(dá)制導(dǎo)武器,激光制導(dǎo)炸彈襲擊;對(duì)于作戰(zhàn)飛機(jī),主要是為了防止機(jī)載預(yù)警雷達(dá),機(jī)載火控雷達(dá)和紅外裝置,主動(dòng)和半主動(dòng)雷達(dá),空空導(dǎo)彈的探測(cè)和紅外混戰(zhàn)導(dǎo)彈攻擊。因?yàn)檫@樣,經(jīng)常需要雷達(dá),紅外線還有激光隱形技術(shù)。隱身材料,一些檢測(cè)隱身性能,往往在其他檢測(cè)方法的隱身性能的不太好。例如,對(duì)于激光檢測(cè)的隱形性能,紅外線檢測(cè)一般不會(huì)隱身,這是和隱身材料的相容性有關(guān)。為了解決這一問(wèn)題,需要研制兼容隱身材料,如雷達(dá)、紅外隱身材料、紅外和激光隱身材料、雷達(dá)、紅外、激光等多種隱身材料。隱身材料的種類有很多,并且根據(jù)不同的分類方式,分類的結(jié)果也不相同,比如按照原理可以分為吸波和透波兩種;按照不同的功能,我們又可以把它分成雷達(dá),紅外,激光,可見(jiàn)光,聲納以及多功能隱身材料(一種同時(shí)具有多種隱身材料功能的材料);除此之外,按照不同的吸收劑還能分為鐵氧體,羰基鐵,陶瓷,等離子,金屬超細(xì)粉末,金屬氧化物磁性超細(xì)粉末,納米,導(dǎo)電高分子,放射性同位素,手征性,視黃基席夫堿鹽類,稀土元素,摻雜高損物吸波材料。隱身吸波材料能吸收到表面的電磁波能量,并且可以被轉(zhuǎn)換成其他形式的能量,例如通過(guò)材料的熱量損失。以雷達(dá)隱身材料為例,雷達(dá)探測(cè)在軍事上有廣泛的應(yīng)用,因此它的隱身已得到廣泛關(guān)注,并且專家們從未停止過(guò)對(duì)其進(jìn)行研究。雷達(dá)檢測(cè)主要是一定的空間來(lái)傳輸高頻雷達(dá)波,當(dāng)波擊中目標(biāo),一部分的波反射回去,然后通過(guò)雷達(dá)波信號(hào)以檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。如果該反射回波的能量可以減少到一定程度時(shí),接收到的信號(hào)太弱,雷達(dá)接收機(jī)無(wú)法識(shí)別,那么就可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身的目的。除了雷達(dá)隱身材料,納米隱身材料根據(jù)不同的吸收機(jī)制,納米隱身材料可分為主要類型的電損耗和磁損耗類型,以金屬粉體為例,金屬粉體隨著粒徑的減小,導(dǎo)電率非常低,并且該材料的飽和磁化強(qiáng)度的比例降低,但磁化率和矯頑力急劇增大。在精煉過(guò)程中,在一定的頻率范圍內(nèi),在一定的電磁波輻射下,表面原子的數(shù)目增加了納米材料的活性。因此,原子,電子運(yùn)動(dòng)的增加,促進(jìn)磁化,電磁能量轉(zhuǎn)換成熱能,從而增加了材料的吸收特性。隱身吸波材料是由主粘結(jié)劑和吸收材料組成的,該膠是一種成膜材料,它是形成材料連續(xù)模具的主要材料,是在表面上形成的漸進(jìn)式模具,其具體參數(shù)的電磁吸收是關(guān)鍵。在目前的研究進(jìn)展,綜合性能和工藝性能比較好的有環(huán)氧樹脂,氯磺化聚乙烯,聚氨酯。隱身吸波的涂層通常由入射的電磁波的損耗成熱能消耗掉,以及反射波或透射波被衰減到最大程度。此外,根據(jù)材料的吸收機(jī)理也分為三類,即磁損耗、介質(zhì)損耗、電阻式。隱身斗篷的理論并不復(fù)雜,但是它要求的材料性質(zhì)非常獨(dú)特[6],因此,不同的材料處理不同。如圖2-1非晶鐵磁纖維纖芯的幾何特征以及機(jī)械與磁載荷示意圖如圖2-1微米尺寸的非晶鐵磁性纖維應(yīng)是交流阻抗力會(huì)在外界發(fā)生明顯變化,這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力阻抗效應(yīng)。這種效果可以用于制造壓力傳感器具有高靈敏度和高穩(wěn)定性,并可用于電磁復(fù)合材料的生產(chǎn)。由外部應(yīng)力和磁場(chǎng)的電磁吸波性能的復(fù)合材料進(jìn)行了調(diào)整,致使飛機(jī)智能隱身雷達(dá)罩、微波開(kāi)關(guān)、微波無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。為了提高纖維的耐腐蝕性,和殘余應(yīng)力調(diào)整的磁化狀態(tài)的纖維內(nèi)部,非晶態(tài)磁性纖維通過(guò)Taylor-Ulitovsky過(guò)程中玻璃包覆層的厚度和纖維的半徑相等。產(chǎn)生的機(jī)制和條件的非晶態(tài)磁性纖維GSI效應(yīng)一般認(rèn)為微負(fù)磁致伸縮系數(shù),螺旋型各向異性非晶態(tài)磁性纖維的拉伸應(yīng)力作用下改變內(nèi)部周向磁化和滲透率,軸向阻抗發(fā)生了變化,尤其是當(dāng)電流趨膚深度大于或等于光纖半徑的情況下這種變化是非常明顯。為了優(yōu)化非晶鐵磁性纖維的非制造參數(shù)和探索玻璃的最佳實(shí)驗(yàn)條件,必須在理論上探索非晶鐵磁纖維的應(yīng)力阻抗效應(yīng)的影響因素和機(jī)理。在這方面,普利茅斯Makhnovskiy及其合作伙伴大學(xué)已經(jīng)做了很多工作。例如,假定在假定纖維內(nèi)部的磁化方向統(tǒng)一的前提下,它們導(dǎo)出的非晶鐵磁性纖維阻抗的表達(dá)式,但該類型并沒(méi)有包含直接因素的應(yīng)力。雖然他們后來(lái)附加應(yīng)力的因素,但仍然忽視外部軸向應(yīng)力等應(yīng)力分量,希拉克和Makhnovskiy安東諾夫等人計(jì)算出的應(yīng)力分量引起的玻璃包覆過(guò)程中的殘余基本處于同一水平,所以的可能不準(zhǔn)確。由研究了非晶磁彈性薄膜的應(yīng)力阻抗效應(yīng),但由于非晶玻璃纖維涂層的應(yīng)力狀態(tài)較為復(fù)雜,相關(guān)結(jié)論不能直接引用??偟模c非晶態(tài)磁性材料相比(纖維或薄膜)的GMI效應(yīng),應(yīng)在應(yīng)力阻抗效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究是不夠的[7]。3.隱身材料的制作3.1石墨烯石墨烯是一種新發(fā)現(xiàn)的石墨烯,由碳元素組成,是迄今為止最薄的材料。它的質(zhì)量輕,密度小,容易滿足電磁干擾的材料“薄,輕,寬,強(qiáng)”,是一個(gè)非常有前途的新型微波吸收劑,上面還提到過(guò),吸收材料是隱身吸波材料的主要組成部分之一。圖(a)示出石墨烯樣品的干燥后的SEM照片圖(b)在石墨烯樣品超聲分散在HRTEM圖像。從圖(a)中可以看出,在干燥條件下的石墨烯樣品通過(guò)皺曲薄膜組成并且和膜相互堆疊在一起。對(duì)Cu網(wǎng)絡(luò)為載體,在高分辨率透射型電子顯微鏡觀察石墨烯是一種透明的,光滑的表面和膜的邊緣,還可以看到皺紋被折疊的石墨烯膜,這也許是由于石墨層彼此圖3.1-1鍍鎳石墨烯的磁滯回線重疊而引起的。將石墨烯經(jīng)過(guò)敏化,活化,還進(jìn)行化學(xué)鍍鎳后進(jìn)行觀測(cè),如在圖3.1-1可以發(fā)現(xiàn),樣品的磁滯回線是窄且長(zhǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度溴(21.57A,M/kg)和矯頑力(1.34A/M)很小,而且其磁感應(yīng)強(qiáng)度機(jī)及其矯頑磁力也很小,明顯是一種軟磁材料,而軟磁材料的基本特征是相對(duì)高的滲透性,它易磁化和退磁,并且在外部磁場(chǎng)磁化處理時(shí)會(huì)發(fā)熱,電磁能量轉(zhuǎn)換成熱損失。根據(jù)化學(xué)鍍鎳的石墨烯的磁特性,該材料適合作電磁干擾材料。將石墨烯材料和電磁參數(shù)測(cè)試石墨化學(xué)鍍鎳石墨烯通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬,以獲得材料不同厚度的微波衰減曲線。結(jié)果表明,石墨烯無(wú)鎳鍍層的微波吸收的最大值僅為-6.5分貝;而在5GHz的帶寬中,石墨烯的微波吸收曲線內(nèi)的覆蓋范圍達(dá)到10dB的吸收,其具有在約12千兆赫的最大-16.5分貝。與無(wú)涂層的石墨烯相比,鎳包石墨能顯著改善微波衰減性能[8]。在這種觀點(diǎn)中,由電磁干擾產(chǎn)生的材料之一是化學(xué)鍍鎳,使微波衰減性能大大提高。3.2碳化硅碳化硅纖維具有密度低、強(qiáng)度高、彈性模量高、膨脹系數(shù)小等特性,具有良好的金屬、陶瓷和聚合物的相容性(可作為高性能復(fù)合材料)。和圓形狀尺寸的相比,非圓截面碳化硅纖維有較大的比表面積,可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。用前驅(qū)體法制備的碳化硅纖維是一種半導(dǎo)體材料,可通過(guò)多種方法調(diào)節(jié)碳化硅纖維的電磁性能,例如,通過(guò)調(diào)整碳化硅纖維與雷達(dá)波吸收特性。碳化硅纖維變形可以使碳化硅纖維的性能得到較好的性能,并且改變纖維的表面形狀可以改變纖維的吸波性能。碳化硅在電磁波作用下,軸向纖維產(chǎn)生感應(yīng)電流,并在交變電磁場(chǎng)中,所述感應(yīng)電流變化的幅度和方向,在纖維本身電阻的電磁波,電磁波能量為轉(zhuǎn)換成熱能,從而使電磁波能量耗散,則到達(dá)波吸收效應(yīng)。并且,將聚碳硅烷采用不同規(guī)格的異形噴絲孔,經(jīng)熔融紡絲、不熔化和高溫處理是得到材料的方法之一。最小反射率超過(guò)8000MHz的帶寬,反射率小于-10dB,很明顯,吸波性能提高了。碳化硅是一種半導(dǎo)體材料,在電磁波作用下,產(chǎn)生感應(yīng)電流的軸向纖維,以及交變電磁場(chǎng)引起的電流變化的幅度和方向的變化,由于纖維本身的電阻作用,將電磁波能量轉(zhuǎn)換成熱能的電磁波能量耗散,因此達(dá)到吸波效果。在交變電磁場(chǎng)中,在葉片型碳化硅纖維和形成的纖維的端部形成的電磁波的兩端的宏觀偶極子,將與電磁場(chǎng)變化電荷極性的在纖維的電阻的變化,從而導(dǎo)致振動(dòng)和滯后電圖3.2-1圓形和三葉形SiC纖維的反射率隨微波頻率的變化圖3.2-2圓形和三葉形匹配后復(fù)合材料的反射率磁波能量的進(jìn)一步損失。所形成的碳化硅纖維具有的吸收功能是由感應(yīng)電流和宏觀偶極子之間的相互作用。在交變電磁場(chǎng)中,在葉型碳化硅纖維槳葉截面上,在電磁波兩端形成纖維形成宏偶極子,電磁波場(chǎng)電荷的變化對(duì)光纖的電阻變化產(chǎn)生了很大的變化,從而導(dǎo)致振動(dòng)和滯后電磁波能量的進(jìn)一步損失。感應(yīng)電流與宏觀偶極相互作用使碳化硅纖維具有吸收波的作用[9]。3.3四氧化三鐵/鈷納米復(fù)合材料此外,研究表明,在高溫高壓條件下,用水作為溶劑,在密封壓力容器中的化學(xué)反應(yīng)??珊铣删哂锌涨蚪Y(jié)構(gòu)的四氧化三鐵,加入鈷納米粉,其介電損耗和四氧化三鐵吸收劑的磁損耗及其協(xié)同效應(yīng)被有效地調(diào)節(jié),并且在波吸收性能上會(huì)大大提高。將空球的四氧化三鐵和鈷納米粉以一定的比例混合,同時(shí)把吸波劑和石蠟以某種比例混合后,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)吸收層的厚度達(dá)到適當(dāng)?shù)闹禃r(shí),吸收層的反射損耗是最好的。圖3.3-1Fe3O4、Fe3O4/Co復(fù)合吸波材料反射率與頻率關(guān)系曲線圖3.3-1是反射率和四氧化三鐵和四氧化三鐵鈷復(fù)合材料的頻率之間的關(guān)系。圖(a)是2.1到6毫米中空的四氧化三鐵波吸收材料的示意圖,模擬電磁波的反射率與頻率的關(guān)系曲線??梢钥闯?,當(dāng)涂層厚度為3.5mm,在7.63GHz頻率為-31.3dB。當(dāng)反射損耗小于-10dB,相應(yīng)的頻帶范圍是1.85到8.48GHz。(b)圖為四氧化三鐵和鈷(2.1到6毫米)合成的波吸收材料,以模擬的電磁波的反射率與頻率的關(guān)系曲線。四氧化三鐵/Co為3.5mm復(fù)合波涂層厚度吸收材料的時(shí)候,該材料的吸收能力,顯得尤為突出,6.61GHz的頻率具有分貝為-40.1一個(gè)很大的微波反射損耗值。對(duì)應(yīng)于不同的吸收峰,當(dāng)涂層厚度4.2毫米,5.2毫米和6毫米,電磁波在2到18千兆赫的頻率范圍內(nèi)出現(xiàn)了兩個(gè)吸收峰,當(dāng)反射損耗小于-10dB的復(fù)合吸波材料的厚度在不同的涂層厚度為2.1mm~6mm,對(duì)應(yīng)的四氧化三鐵/鈷復(fù)合吸收劑吸收頻率范圍是1.85到18GHz,滿足雷達(dá)吸波材料的要求。由此可見(jiàn),鈷納米粉加入,能有效地調(diào)節(jié)四氧化三鐵的吸收介電損耗和磁損耗,協(xié)同四氧化三鐵/鈷納米復(fù)合吸波材料可以顯著提高四氧化三鐵納米吸波材料性能的空心球,所以四氧化三鐵/鈷是一種微波吸收在實(shí)踐中潛在的應(yīng)用價(jià)值的微波吸收劑[10]。3.4電阻膜有研究,基于電阻膜設(shè)計(jì)一個(gè)寬頻帶,偏振不敏感及廣角超材料的反射率和吸收率的模擬結(jié)果表明,電阻薄膜基板和金屬背板,電路諧振頻率的變化相對(duì)于相對(duì)穩(wěn)定的表面阻抗,在很寬的頻帶和阻抗匹配。自由空間可用于實(shí)現(xiàn)寬帶吸收,由模擬具有不同偏振角的吸光度和元速率,不同入射角的援助和上襯底電阻膜的材料吸收器吸收效果表明,電阻膜和金屬背板被電容和電阻膜電阻之間形成存在一個(gè)最佳值,這個(gè)時(shí)候電路的諧振最強(qiáng)切吸收帶寬最大。根據(jù)式3-4-1:A(ω)=1-R(ω)-T(ω)(3-4-1)A(ω)是超材料吸波體的吸收率,R(ω)是反射率,T(ω)是傳輸率。由于金屬存在背板,所以T(ω)=0,因此,反射率R(ω)決定吸收率A(ω),反射率R(ω)由表面阻抗和材料的自由空間之間的阻抗匹配來(lái)確定,傳統(tǒng)的超材料吸收劑大多依賴于電磁共振相對(duì)于極不穩(wěn)定的頻率的變化的金屬結(jié)構(gòu),該表面阻抗只有在很窄的頻帶,并且自由空間阻抗匹配,使共振頻率的附近帶寬非常狹窄。為了實(shí)現(xiàn)高頻帶,電阻薄膜可被用作用于金屬結(jié)構(gòu)的替代物,以及電磁諧振轉(zhuǎn)換成電阻薄膜結(jié)構(gòu),在基片和金屬背板之間的電路。因?yàn)殡娐分C振是相對(duì)于頻率而言相對(duì)穩(wěn)定的,并且表面阻抗可以與共振頻率附近在寬的頻帶的自由空間,因此它可用于實(shí)現(xiàn)寬帶波吸收相匹配。使用頻域求解器CST,可與頻率相關(guān)的參數(shù)計(jì)算得出S參數(shù)(S11)。通過(guò)R(ω)=|S11|2以及A(ω)=1-R(ω),將吸收率的反射率進(jìn)行了計(jì)算,其結(jié)果如圖。從圖中可以看出,在10到27.5GHz,該材料吸收體的反射率小于10%,吸收率大于90%,大于90%的相對(duì)帶寬為118.8%??梢缘弥?,該元電阻膜,襯底和背板相對(duì)于諧振電路的變化是相對(duì)穩(wěn)定的,圖3.4超材料吸波體的反射率和吸收率該表面阻抗的頻率的金屬可以在一個(gè)寬的頻帶和自由空間的阻抗匹配,可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶波吸收?;诔牧衔掌鞯膶拵гO(shè)計(jì)的電阻薄膜上的偏振不敏感和廣泛的入射角。通過(guò)仿真得到的超材料吸波的反射率和吸收率表明,相對(duì)于膜電阻相對(duì)穩(wěn)定頻率的變化,基板和金屬背板形式的諧振電路,表面阻抗可以在一個(gè)寬的頻帶和自由空間阻抗匹配,可用于實(shí)現(xiàn)寬頻帶吸收。超材料吸收體波的吸收率的電阻膜的仿真結(jié)果表明,電阻膜和金屬背板之間并用于電阻膜的電阻形成的電容有一個(gè)最佳值,此時(shí)的諧振電路是最強(qiáng)的最大吸收帶寬[11]。3.5鈦酸鋇/鋇鐵氧體核/殼粒子核/殼復(fù)合粒子由至少2種物質(zhì)的粒子組成,通常以在材料為核心的物質(zhì)和其他物質(zhì)的表面上形成的核殼涂層。通過(guò)芯/殼粒子的微結(jié)構(gòu)和組件的設(shè)計(jì)和剪裁,使他們顯示了一系列新的磁,熱,光,電,催化的物理和化學(xué)性質(zhì)。因此,在傳感器,藥物釋放,微波吸收領(lǐng)域的核/殼材料,新型磁性流體具有日益廣泛的應(yīng)用。常用核/粒子殼制備方法和自組裝方法、微乳液法和液、溶膠凝膠法、化學(xué)鍍法、共沉淀法等。共沉淀法具有操作簡(jiǎn)單,成本低的優(yōu)點(diǎn),容易規(guī)模,一直受到人們的重視。將鈦酸鋇、鋇鐵氧體芯、殼顆粒通過(guò)均相共沉淀法制備,通過(guò)對(duì)復(fù)磁導(dǎo)率的分析表明,使用鈦酸鋇無(wú)磁損耗,以及核鈦酸鋇/鋇鐵氧體/殼顆粒表現(xiàn)出相對(duì)較強(qiáng)的磁損耗。在磁損耗應(yīng)該在鋇鐵氧體涂覆層的鈦酸鋇顆粒表面導(dǎo)出。綜合為復(fù)介電常數(shù)的分析,我們可以看到,對(duì)于材料的鋇鐵氧體對(duì)BaTiO3表面涂層中的磁特性一起使用,鋇鐵氧體/殼粒子在使用中的核心與介電損耗和磁損耗和介電損耗明顯改善。圖3.5.1BaTiO3/BaFe12O19核/殼粒子和BaTiO3的復(fù)介電常數(shù)鈦酸鋇、鈦酸鋇和鋇鐵氧體核殼顆粒石蠟混合,當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%和壓入樣品環(huán)在2到7GHz的復(fù)介電常數(shù)測(cè)量復(fù)磁導(dǎo)率,如圖和圖所示3.5.1和3.5.2。根據(jù)圖3.5.1所示,鈦酸鋇ε′和ε″在使用幾乎不變,保持在約4.6和0.06。當(dāng)鈦酸鋇涂覆的鋇鐵氧體的表面上,在使用ε′的鈦酸鋇/鋇鐵氧體核-殼粒子是顯著增加的,在頻率測(cè)試其值比的鈦酸鋇ε′大;在2到5GHz的,具有頻率變化增加鈦酸鋇/鋇鐵氧體核-殼粒子是非常小的,基本維持在10.7%;而當(dāng)頻率進(jìn)一步增加到5到7GHz的,ε′速率的升高顯著增加,并且在7GHz,ε′至約17。鈦酸鋇/鋇鐵氧體核-殼粒子ε″在2?5GHz的是約0.3到0.6,比的BaTiO3更高;和鈦酸鋇/鋇鐵氧體ε′曲線是相似的核-殼粒子的ε″的曲線在2到5GHz幾乎沒(méi)有表現(xiàn)出變化,基本呈現(xiàn)與頻率無(wú)關(guān)直線,但是,當(dāng)頻率增加至5到7GHz的時(shí)候,鈦酸鋇/鋇鐵氧體核殼粒子大幅上升,最終到達(dá)了約1.3。因?yàn)棣拧浜挺拧逅淼碾娊橘|(zhì)極化和損耗,因此鈦酸鋇/鋇鐵氧體核殼粒子電介質(zhì)極化和損耗比的單相鈦酸鋇高。通常,鋇鐵氧體的介電常數(shù)比鈦酸鋇小,當(dāng)鋇鐵氧體的在鈦酸鋇中摻入,它會(huì)導(dǎo)致在整個(gè)材料的復(fù)介電常數(shù)的下降,但是從圖3.5.1可以看到,鋇鐵氧體摻雜后復(fù)介電常數(shù)的增加,這與鈦酸鋇和鋇鐵氧體之圖3.5.2BaTiO3/BaFe12O19核/殼粒子和BaTiO3的和復(fù)磁導(dǎo)率間的核殼結(jié)構(gòu)的存在有關(guān)。鈦酸鋇作為一種鐵電材料,具有很高的電阻率。鈦酸鋇晶格結(jié)構(gòu),Ti4+位于之間的間隙氧八面體。在室溫下,Ti4+離子置換了氧的中心位置八平面間隙,因而固有電偶極。在2到7GHz的時(shí)候,以鈦酸鋇為主偏振極化方式。此外,測(cè)試的BaTiO3和絕緣體石蠟構(gòu)成的異質(zhì)材料系統(tǒng),界面極化將成為偏振鈦酸鋇的重要形式,因?yàn)殁佀徜^具有高電阻率,所以移動(dòng)電荷在微波場(chǎng)中較為困難,這使得界面極化和極化取向相比要次要一些。電子極化和離子極化處理率是在2?7千兆赫的范圍內(nèi),所以鈦酸鋇不會(huì)在2到7GHz的電子極化和離子極化。在鋇鐵氧體表面包覆后,形成復(fù)合粒子的核殼結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使與鈦酸鋇和鋇鐵氧體制作了大量的接口,由于鋇鐵氧體電阻率比BaTiO3低于幾個(gè)數(shù)量級(jí),所以移動(dòng)電荷變得更容易,再加上大量的接口的,最終導(dǎo)致界面極化過(guò)程大大增強(qiáng),從而使鈦酸鋇/鋇鐵氧體核-殼粒子ε′的增加,在這個(gè)時(shí)候,界面極化成定向和偏振的偏振機(jī)構(gòu)是同樣重要的。在異質(zhì)材料的系統(tǒng)中,使用的ε″是由在結(jié)果的相互作用的DC和AC系數(shù)和偏振和松弛的過(guò)程,如公式3-5-1ε″=σdc/ωεo+εac″(3-5-1)ε″是復(fù)介電常數(shù)虛部,σdc是直流電導(dǎo)率,εac″是交流損耗對(duì)ε″貢獻(xiàn)的部分,εo是真空的介電常數(shù),ω是圓頻率。因?yàn)殇^鐵氧體的電阻率比鈦酸鋇小,因此,鈦酸鋇涂覆的鋇鐵氧體的表面上時(shí)后,使核的BaTiO3/鋇鐵氧體/殼粒子電導(dǎo)率為比鈦酸鋇更高。并且電導(dǎo)率的增加也將使σdc和εa″升高,鈦酸鋇的核/鋇鐵氧體/殼顆粒ε″也相應(yīng)的增加。對(duì)于在5到7GHz的也大大增加了鈦酸鋇/鋇鐵氧體芯/殼粒子ε′和ε″中,這是一個(gè)典型的諧振響應(yīng)曲線,一方面的諧振響應(yīng)的可能性是鈦酸鋇/鋇鐵氧體芯/殼粒子在共振過(guò)程的頻率范圍內(nèi)鋇鐵氧體的固有電偶極矩的電磁特性,另一方面也可能是由于形成共振過(guò)程的界面極化電偶極矩。作為一種非磁性材料,在2到7GHz內(nèi)的BaTiO3,μ′和μ″為1和0,表示鈦酸鋇并不在2到7GHz的磁損耗存在。當(dāng)對(duì)BaTiO3表面的鋇鐵氧體涂層,所述鈦酸鋇/鋇鐵氧體芯/殼粒子μ′和μ″在2到7GHz,比的BaTiO3高得多。在2到5GHz的,鈦酸鋇/鋇鐵氧體芯/殼粒子的幾乎隨頻率線性變化,其值約為6.1,這表明該頻率,磁性材料在偏振轉(zhuǎn)向和對(duì)準(zhǔn)過(guò)程的過(guò)程中也可以跟上外場(chǎng),因此,μ′與頻率無(wú)關(guān);在5到7GHz,μ′隨頻率的增加而出現(xiàn)明顯的下降,這是因?yàn)椋环矫?,在轉(zhuǎn)向和排列進(jìn)程的材料內(nèi)部的時(shí)刻極化過(guò)程中的變化已經(jīng)開(kāi)始跟不上,磁矩不能轉(zhuǎn)向和安排充分的;另一方面則是因?yàn)殡S著頻率的增加,高頻渦流下加劇生成,從而使μ′下降。除了示于圖5的BaTiO3/鋇鐵氧體/μ″不再是0,是由于磁性材料表征的損失,這表明當(dāng)鈦酸鋇涂覆的鋇鐵氧體的表面后,鋇鐵氧體/殼粒子在鋇鐵氧體中的核的磁損耗。通過(guò)對(duì)復(fù)磁導(dǎo)率的分析表明,在鈦酸鋇使用無(wú)磁損耗,以及核鈦酸鋇/鋇鐵氧體/殼顆粒表現(xiàn)出比較強(qiáng)的磁損耗。很明顯,在磁損耗應(yīng)該在鋇鐵氧體涂覆層的鈦酸鋇顆粒表面導(dǎo)出。綜合為復(fù)介電常數(shù)的分析,我們可以看到,對(duì)于材料的鋇鐵氧體對(duì)BaTiO3表面涂層中的磁特性一起使用,核/殼鈦酸鋇/鋇鐵氧體顆粒明顯提高同時(shí)介電損耗和磁損耗和介電損耗[12]。3.6摻雜氧化物半導(dǎo)體摻雜氧化物材料可能具有較高濃度的自由電子氣模型的半導(dǎo)體材料,并且膜本身可以是透明的,如氧化銦,二氧化錫,氧化鋅,InSnO3(ITO),通常的帶隙寬度是3.0eV。在紅外波段,光子能量小于半導(dǎo)體的帶隙更小的由于較長(zhǎng)紅外線波長(zhǎng),半導(dǎo)體沒(méi)有內(nèi)在的吸收。入射的電磁波,以及自由載流子在材料中的作用,以及反常色散、復(fù)介電常數(shù)的表達(dá),表達(dá)式3-6-1ε=(n-ik)2=ε1+iε2(3-6-1)其中,ε1=ε∞-(ηωN)2/[(ηωp)2+(ην)2](1)ε2=(ην)/(ηε)·{(ην)/[(ηεN)2+(ην)2]}(2)復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部和虛部是ε1和ε2,高頻介電常數(shù),是ε∞,光子能量是ηε,等離子體振動(dòng)能是ηωN,馳豫能是ην。從(1),我們可以看到,入射電磁波頻率的反射率的變化,當(dāng)入射電磁波的角頻率接近一個(gè)值(材料的等離子體頻率ωp),反光材料會(huì)發(fā)生突變(反射率趨于零),然后讓?duì)?=0,(1)變?yōu)?-6-2:ε∞=(ηεN)2/[(ηεp)2+(ην)2](3-6-2)忽略ην,得3-6-3(ηωp)2=(ηωN)2/ε(3-6-3)可得出ωp=[(Ne2)/(ε∞ε0mc)]1/2(3)λp=(2πc)Pωp=[(4π2ε∞ε0mcc2)/(Ne2)]1/2(4)mc為電子有效質(zhì)量,e為電子電量,N為載流子濃度,ε0是真空介電常數(shù)。從(3),(4)可以看出,實(shí)驗(yàn)證明:在該情況下的紅外區(qū)域的重?fù)诫s的半導(dǎo)體等離子體的波長(zhǎng),和載流子濃度的增加,等離子體波長(zhǎng)的高頻。在等離子體振蕩頻率附近,由于入射光子和等離子體共振吸收峰,當(dāng)載流子濃度的增加,共振吸收峰向短波方向移動(dòng),當(dāng)入射波的長(zhǎng)度比λp值小,摻雜氧化物半導(dǎo)體的高傳輸現(xiàn)象;當(dāng)入射光的波長(zhǎng)越大比λp,對(duì)復(fù)雜等離子體屏蔽效應(yīng)的負(fù)介電常數(shù)的實(shí)部,在紅外區(qū)具有高反射現(xiàn)象摻雜氧化物半導(dǎo)體,如下圖,王自榮,丁華等人與ITO粉體,研究了高溫填料涂層及其光譜特性和8到14微米波長(zhǎng)的紅外發(fā)射率制備燒結(jié)。8到14微米以酚醛樹脂粘合劑的涂布發(fā)現(xiàn),金屬顏料的放電率普遍較低,在發(fā)射率的顏料通常都比較高,最低的ITO。在近紅外范圍內(nèi)λp等離子體波長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)附近反射率和發(fā)射小。當(dāng)?shù)腟nO2在5%(摩爾)左右摻雜含量,涂敷ITO排放率是最低的;這種摻雜涂層的發(fā)射率隨波長(zhǎng)的變化不大;而當(dāng)25%(WT)涂層發(fā)射率的ITO鍍膜的量是最低的,紅外激光P復(fù)合隱身涂層達(dá)到0.624和可調(diào)顏色,他們將在ITO中,取得了良好的隱身效果如圖3.6-1[13]。圖3.6-1ITO和中、遠(yuǎn)紅外反射可見(jiàn)光透過(guò)率的關(guān)系3.7La1-xSrxMnO3固相反應(yīng)法制備高純度La0.8Sr0.2MnO3粉末,然后它被用作基質(zhì)材料,二磷酸鋁作為鋁基材粘合劑通過(guò)用涂覆方法涂覆La0.8Sr0.2MnO3熱控涂層制備。利用X射線衍射和EDS對(duì)La0.8Sr0.2MnO3粉體組成進(jìn)行了表征,對(duì)測(cè)量?jī)x法涂料–100到100℃的溫度范圍內(nèi)的熱輻射率用穩(wěn)態(tài)卡測(cè)量,同時(shí)進(jìn)行太陽(yáng)吸收涂層衡量。結(jié)果表明,該粉末的合成過(guò)程中,La0.8Sr0.2MnO3粉末的純度1200℃三種熱處理制備,粉末合成具有均勻的微米顆粒尺寸。通過(guò)緊密調(diào)節(jié)La0.8Sr0.2MnO3粉末淤漿,變化超過(guò)0.3熱控涂層的輻射率和可變速率的條件下La0.8Sr0.2MnO3陶瓷材料的燒結(jié)過(guò)程輻射溫度的屬性接近。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物RMnO3是缺陷型化合物,R為稀土元素,如鑭,鐠,釹,俗稱A位,當(dāng)A位摻有Sr,Ca和其他兩種價(jià)堿土金屬元素的(表示為R1xAxMnO3)時(shí),MN3+和MN4+離子通過(guò)的結(jié)構(gòu)。在Mn3+和Mn4+,晶格結(jié)構(gòu)變形之間存在氧空位交換雙交換電子材料。當(dāng)摻雜x=0.175至0.5的濃度,在材料的轉(zhuǎn)變溫度(TMI)的金屬絕緣體轉(zhuǎn)變狀態(tài),相變溫度低于顯示金屬的特性,而不是相時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度呈現(xiàn)絕緣體特點(diǎn)。金屬-絕緣體的比例很低,因此,鈣鈦礦錳氧化物的R1-xAxMnO3有一個(gè)傳熱特性,是由一般的熱輻射率變化引起的。鈣鈦礦錳氧化物R1-xAxMnO3航天器主動(dòng)熱控制技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。熱輻射的表面上使用的材料,可以根據(jù)溫度控制設(shè)備,自主調(diào)節(jié)熱輻射率,控制設(shè)備和環(huán)境的輻射能量交換,實(shí)現(xiàn)設(shè)備溫度獨(dú)立控制和管理之間的溫度水平。它有空間的可靠性,穩(wěn)定性和操作便利性,也與熱控制靈活主動(dòng)熱控制技術(shù)被動(dòng)散熱控制技術(shù)。在本研究中,主要關(guān)注鈣鈦礦錳氧化物對(duì)巨磁電阻效應(yīng)的研究,較少關(guān)注其熱輻射特性,和在R1-xAxMnO3熱輻射性能的研究大多局限于貼片LA1-xSrxMnO3,LA1-xSrxMnO3薄膜的制備采用磁控濺射制備。接插型LA1-xSrxMnO3材料質(zhì)量,而不是在空間飛行器表面的復(fù)雜的安裝限制的形狀。在實(shí)驗(yàn)室樣品制備的磁控濺射薄膜,但設(shè)備昂貴,無(wú)法大規(guī)模生產(chǎn)。涂層型熱控涂層涂覆的漿料的表面上,固化所述熱控涂層之后。涂層的制備方法是簡(jiǎn)單,可用于表面涂層,具有極大的價(jià)值的實(shí)際應(yīng)用的復(fù)雜的形狀。不過(guò),也有上油漆類型LA1-xSrxMnO3智能熱控涂層的報(bào)道。鑒于特殊要求和熱控涂層的處理和涂裝LA1-xSrxMnO3智能熱控涂層性能的熱控涂層的工藝進(jìn)行了研究。熱致相變熱輻射特性的涂層主要受兩個(gè)因素的影響:紅外吸收性能和熱致相變散熱性能(由粉純度和化學(xué)計(jì)量比決定)粉體材料的粘合劑。如前面提到的,La0.8Sr0.2MnO3系統(tǒng)具有最佳的熱致相變的熱輻射特性。通過(guò)專注于對(duì)粉末純度在熱處理系統(tǒng)的過(guò)程中的粉末制劑效果的研究實(shí)驗(yàn),確定最佳的熱處理工藝。圖3.6-1示出了將原料混合差熱的(DTA-TG)曲線。圖3.6-1表明,在1000到1400℃,沒(méi)有吸熱放熱現(xiàn)象間。為了確定合成溫度,將原材料加熱至1000℃、1200℃、1400℃、24小時(shí)的保溫,然后進(jìn)行X射線衍射分析,結(jié)果顯示在圖3.3.6-2,其中(a)、(b)、(c)分別為1000℃和1200℃和1400℃24小時(shí)絕緣粉末的X射線衍射圖案。它可以從圖3.6-2中,1000℃下24小時(shí),可以看到還沒(méi)有形成La0.8Sr0.2MnO3相不參與La2O3和中間產(chǎn)品La0.93MnO3,La2SrOx,鑭,四氧化三錳的反應(yīng)。當(dāng)合成溫度升高到1200℃,24小時(shí)保溫,La2SrOx,鑭,四氧化三錳中間幾乎完全反應(yīng),大量La0.8Sr0.2MnO3的形成。同時(shí)也可以從圖2中看到的那樣,1200℃下La0.8Sr0.2MnO3粉末由XRD峰度超過(guò)1400℃的合成La0.8Sr0.2MnO3粉末絕熱的較高合成,1200℃的La0.8Sr0.2MnO3粉末的絕緣合成La0.8Sr0.2MnO3較高的相對(duì)含量,高于1400℃,保溫粉結(jié)晶性能。因此,所選擇的La0.8Sr0.2MnO3粉末的合成溫度為1200℃。固相反應(yīng)合成效率低,1200度的高溫處理La0.8Sr0.2MnO3粉曾獲得純度不高,需多次熱處理,提高其純度。圖3.6-3示出的不同的熱處理時(shí)間獲得,其中(A),(B),1200度分別粉末樣本的形態(tài)和組成的分析。保持溫度為24小時(shí)的處理時(shí)間,兩次和樣品的三倍。我們可以從圖3中看到的,后1200℃下保溫24小時(shí)的第一加熱處理后,也有很多的樣品中的氧化錳,La0.8Sr0.2MnO3的純度不高;1200℃下熱處理經(jīng)過(guò)兩次24小時(shí),樣品組合物的均勻性得到改善,在該化合物的化學(xué)計(jì)量接近La0.8Sr0.2MnO3的元素;后1200℃下熱處圖3.6-1原料的DTA-TG曲線圖3.6-2不同合成溫度下粉末的X射線衍射譜理,鑭,鍶,錳元素比例接近La0.8Sr0.2MnO3的理論值,更高的純度,并且La0.8Sr0.2MnO3粉末具有均勻顆粒尺寸,顆粒尺寸后三次24小時(shí)幾微米,在與該熱控涂層要求。因此,這個(gè)實(shí)驗(yàn)將La0.8Sr0.2MnO3為1200℃,保溫球磨24小時(shí)后,再加熱干燥處理,制備CO三個(gè)熱處理La0.8Sr0.2MnO3粉體的制備粉末。由此可知,1)與氧化鑭,碳酸鍶,二氧化錳為原料,經(jīng)過(guò)1200℃下La0.8Sr0.2MnO3粉末純度的熱處理合成的三倍高,粉末粒度均勻,粒度約為幾個(gè)微米,滿足涂層型熱控制涂層的要求。圖3.6-31200℃不同熱處理次數(shù)得到的粉體形貌及成分分析2)的制備是通過(guò)涂布型La0.8Sr0.2MnO3熱控涂層在-100?100℃的時(shí)間間隔,該熱輻射率從0.52在0.33的范圍提高到0.85,變化,用固相反應(yīng)法陶瓷芯片制備智能熱控材料性能接近對(duì)方。3)粘合劑和La0.8Sr0.2MnO3粉末的比例是影響該涂層的熱輻射率的重要因素。La0.8Sr0.2MnO3粉末含量的涂料至50wt%,涂層的時(shí)間間隔和最大的-100?100℃速率變化范圍的制劑的熱輻射[14]。
4.如何實(shí)現(xiàn)隱身量子隱形技術(shù)是利用光的量子特性開(kāi)發(fā)隱身材料的技術(shù)。加拿大生物技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的被稱為“先進(jìn)材料的量子隱形傳態(tài)”,這種材料是通過(guò)彎曲的光實(shí)現(xiàn)的。光具有波粒二象性,即具有波動(dòng)性和粒子波粒。光子和電子,質(zhì)子,中子和基本粒子等的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不遵循經(jīng)典力學(xué)的牛頓定律,它遵循薛定諤方程。人們已經(jīng)看到或通過(guò)物體監(jiān)測(cè)儀,從光源和光子的檢測(cè)器,微波的電磁波輻射或輻射放回物理表面反射信息發(fā)射,是由人的感覺(jué)器官或設(shè)備中引起。如果一種物質(zhì)能完全吸收的電磁波沒(méi)有反射,那么人們看不到材料的存在,該儀器不能感測(cè)材料的存在。所謂的材料,在飛機(jī),艦船,坦克和裝甲車等武器裝備的天花板波涂層材料,導(dǎo)致敵人的雷達(dá),紅外探測(cè)器,激光檢測(cè)儀等檢測(cè)到“隱形”。有兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)隱身,一個(gè)是將光源或電磁波完全吸收,另一個(gè)是讓光或電磁波完全滲透。光或電磁波的兩種方法不會(huì)產(chǎn)生反射,設(shè)備或肉眼感覺(jué)不到物體的存在。第二種方法可能更有效,因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)完全看不見(jiàn)。能看到的物體,儀器能夠檢測(cè)對(duì)象,都是因?yàn)楣饣螂姶挪ǖ街黧w,對(duì)象被阻塞,并反映在人或器械的眼睛。視覺(jué)目標(biāo)和雷達(dá)等探測(cè)設(shè)備探測(cè)物體的情況是不同的。因?yàn)?,即使有?duì)可見(jiàn)光沒(méi)有反射完全吸收一些吸收材料,雖然不能看到這類涂覆材料的對(duì)象,但也可以是看到的背景的對(duì)象和周圍的信息。以這種方式,因?yàn)樽钃鹾椭車娜说膶?duì)象,使得在光與背景的顏色差異可以感覺(jué)到的材料的實(shí)際存在。因此,為了得到實(shí)際的隱形效應(yīng),讓光不完全穿過(guò)物體阻擋。圖4-1右手材料圖4-2左手材料如圖4-1和4-2,左手材料也叫負(fù)折射率材料。因?yàn)楫?dāng)電磁波在負(fù)折射率材料中傳播時(shí),電場(chǎng)、磁場(chǎng)和波矢三構(gòu)成左手螺旋的關(guān)系,所以它被稱為左手材料。在物理學(xué)中,電磁場(chǎng)的物理量的介電性能的兩個(gè)最基本的描述是磁導(dǎo)率μ和介電常數(shù)ε。定義折射率為光的傳播在介質(zhì)中的速度和傳播的在真空中的速度的比(4.1):n=(4.1)根據(jù)麥克斯韋電磁波理論可以推導(dǎo)出(4.2):n2=εμ(4.2)即(4.3):n=±(4.3)ε為介質(zhì)的介電常數(shù),μ為介質(zhì)的磁導(dǎo)率,ε和μ符號(hào)相同時(shí),n才存在,光在介質(zhì)中才能傳播。根據(jù)研究,n的符號(hào)為正或是為負(fù)都是可以的。左手材料由于介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和折射率為負(fù),則電場(chǎng)、磁場(chǎng)、波矢的分布滿足左手規(guī)律,根據(jù)電磁理論,它有許多不尋常的特性,例如,左手材料的褶皺和射線在同一邊的正常,而波矢方向與折射方向相反;相速度(波矢方向)和群速度方向相反方向(矢量方向的斜率方向),與能量和相位傳播方向相反的方向相反的能量傳播方向和相速度,輻射將背面向一個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)方向;完美透鏡圖4-3等等。當(dāng)通過(guò)普通透鏡的對(duì)象,漸逝波的輻射對(duì)象形式攜帶具有從指數(shù)衰減的距離的對(duì)象的詳細(xì)信息,并在很短的距離內(nèi)完全消失。普通鏡頭的成像,反映了物體粗的信息,詳細(xì)信息都在漸逝波中。因此,無(wú)論顯微鏡,放大鏡光學(xué)鏡片的材料是多么好,多么細(xì)膩,但任何小于光波長(zhǎng)的物質(zhì)都沒(méi)有觀察到,這是瑞利衍射極限,這是常見(jiàn)介質(zhì)透鏡困難難以逾越的瓶頸。用LHM做鏡頭,可以突破瓶頸,它不僅和普通鏡頭能斂行波,最重要的圖4-3完美透鏡是它不僅不會(huì)使倏逝波衰減,還會(huì)將倏逝波放大,還會(huì)和行波一起聚焦成像,波幅度和相位將遣返原位,通過(guò)攝像透鏡的邊界斷裂,形成了完善的透鏡,也被稱為超級(jí)透鏡。以這種方式,在顯微鏡的分子水平可以出現(xiàn)。圖4-4電磁波傳播路徑圖美國(guó)杜克大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系D.R.Smith教授等人和英國(guó)帝國(guó)學(xué)院物理系系J.B.Pendry等人合作,基于人工電磁材料的微波頻率二維電磁波傳播路徑設(shè)計(jì)(圖4-4),圓表示負(fù)折射率材料,在電磁波的彎曲中可以看到波的傳播線,從全園壓縮到內(nèi)圈,“空”無(wú)電波傳播在中間形成。電磁波或光波所沒(méi)有發(fā)生波折射和散射負(fù)折射率材料覆蓋的空間內(nèi),它繞過(guò)了“空”蔓延。如果對(duì)象被放置在“空”的,因?yàn)槔顺睕](méi)有觸及的對(duì)象,這是不可能有關(guān)于對(duì)象的波的任何信息被反射回來(lái)并且人或雷達(dá)可以看到或檢測(cè)到是在信息的背景的對(duì)象,所以對(duì)象無(wú)法找到,從而使物體產(chǎn)生視覺(jué)隱形[15]。5.隱身材料的應(yīng)用隱身技術(shù),這原本是科幻小說(shuō)的產(chǎn)物,但由于雷達(dá)等電磁波隱形技術(shù),已被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)。隨著超材料的發(fā)現(xiàn),量子技術(shù)與納米技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步,隱形技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,隱形甚至能從科幻到現(xiàn)實(shí)。5.1碳納米管的應(yīng)用碳納米管(CarbonNanotubes,簡(jiǎn)稱CNTs)這是一個(gè)新型的納米功能材料,在1991被教授S.IijimaNEC發(fā)現(xiàn),用電子顯微鏡觀察石墨電極直流電源的產(chǎn)品。近年來(lái),碳納米管的電磁特性與其它已知碳結(jié)構(gòu)有明顯不同,例如,由于量子限制效應(yīng),碳納米管中電子的運(yùn)動(dòng)是軸向的,由于電子能量和波矢之間的關(guān)系,CNT的表現(xiàn)出金屬或半導(dǎo)體特性。特別是碳納米管具有獨(dú)特的力學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì),在吸收隱身材料的制備中具有廣闊的應(yīng)用前景,這將導(dǎo)致特殊的電磁效應(yīng)。納米技術(shù)是一種納米級(jí)材料,具有納米級(jí)(直徑為100微米1納米),它比普通微粉原子團(tuán)簇的小簇和宏觀物體在過(guò)渡區(qū)。由于納米材料的結(jié)構(gòu)、量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)對(duì)納米材料性能的影響具有重要的影響,如納米材料的導(dǎo)電率很低,隨著納米顆粒尺寸的減小,材料的磁化強(qiáng)度和矯頑力特異性的飽和磁化強(qiáng)度降低。因此,在微波場(chǎng)的輻射下,原子和電子的運(yùn)動(dòng)越來(lái)越多,這使得電磁能轉(zhuǎn)化為熱能,從而提高電磁波的吸收特性。碳納米管是由sp2雜化碳原子sp3雜化和混合,是一種理想的結(jié)構(gòu),與單壁碳納米管是一種理想的高分子纖維。碳納米管可以看作是石墨烯片卷入汽缸,使其具有石墨優(yōu)異的固有特性,如耐熱、耐腐蝕、抗熱震、耐熱性和高溫強(qiáng)度等一系列綜合性能。和碳納米管是獨(dú)特的螺旋管結(jié)構(gòu),但也有不尋常的電磁波吸收特性。碳納米管的小尺寸效應(yīng),表面效應(yīng)(大于表面積),量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)有以下的三個(gè)主要作用:(1)由于存在大量的極化鍵,高比表面積的存在會(huì)導(dǎo)致多重散射,這主要是由于碳納米管的吸波特性。例如,使用等離子體共振頻率和大小的變化的性質(zhì),在生產(chǎn)中的一個(gè)特定的帶寬的變化,用于電磁波屏蔽的微吸波復(fù)合材料。(2)在宏觀量子隧道效應(yīng)和電子離子納米分,錯(cuò)層空間只是能量水平的微波能量范圍(10-2~10-4eV),碳納米管吸收創(chuàng)造新的吸收通道。在微波場(chǎng)的輻射下,原子和電子的運(yùn)動(dòng)得到加強(qiáng),這就促使磁化轉(zhuǎn)化為熱能,從而增加了電磁波的吸收。(3)碳納米管不僅具有高介電損耗角的切線,在介質(zhì)中,從電子極化或界面極化依賴衰減,電磁波吸收,但也具有高的磁損耗角的切角,依靠磁滯損耗和電磁波吸收損耗電位極化衰減。這三個(gè)方面的相互作用,使碳納米管具有良好的吸收性能。同時(shí),當(dāng)磁場(chǎng)垂直于碳管的軸向,導(dǎo)帶和價(jià)帶蘭度形成,在費(fèi)米能級(jí)附近的電子密度增加,因此它具有負(fù)磁電阻;當(dāng)磁場(chǎng)平行于碳管軸,相鄰的助焊劑在電子的費(fèi)米能循環(huán)出現(xiàn)的AB效應(yīng)。使得碳納米管的AB效果的物理意義是磁場(chǎng)的變化可以改變?cè)诮財(cái)噙吔鐥l件石墨烯帶,碳納米管電子結(jié)構(gòu)的變化,金屬碳納米管的金屬轉(zhuǎn)變。此外,碳納米管還具有一個(gè)等離子體共振頻率偏移,可以通過(guò)改變量子尺寸來(lái)控制,從而控制吸收峰的吸收帶寬度。這是碳納米管可控吸收頻率復(fù)合材料的理論基礎(chǔ)。碳納米管不僅具有體積小、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等特點(diǎn),而且具有獨(dú)特的螺旋結(jié)構(gòu)、管狀結(jié)構(gòu)、高電、磁損耗角切和獨(dú)特的納米效應(yīng),而且比其他納米材料和獨(dú)特的電磁性能更優(yōu)異。利用碳納米管吸收隱身特性,將吸波劑加入到聚合物制備中,研制出一種新一代的吸收隱身材料,具有優(yōu)異的吸收性能和吸收隱身復(fù)合材料的性能。碳納米管和聚合物的復(fù)合材料可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)或加強(qiáng)組件。碳納米管最經(jīng)濟(jì)、最有效的應(yīng)用是利用碳納米管的吸收和力學(xué)性能的有效方法。利用碳納米管和聚合物復(fù)合材料的吸收隱身材料。添加少量的主要優(yōu)點(diǎn)是它的吸光劑可獲得輕質(zhì)復(fù)合材料;較強(qiáng)的吸收電磁波和吸波頻率的寬度;在達(dá)到吸波性能上也能大大提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者一直在尋找合適的聚合物,探索合適的加工條件,探索大量的吸附機(jī)理,并進(jìn)行有效的工作[16]。5.2防止電磁污染電磁污染是自然和人為電磁波的干擾和有害的電磁輻射。由于無(wú)線電、電視和微波技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線電頻率設(shè)備的功率倍增,大地電磁輻射大大增加,這已經(jīng)達(dá)到了人類健康水平。電場(chǎng)與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的電磁波。電磁波發(fā)射到空氣中或沉洪現(xiàn)象,稱為電磁輻射。電磁污染是由過(guò)量的電磁輻射造成的。在現(xiàn)代家庭中,人民的利益電磁波的同時(shí),還與“電子煙”的作用,直接或間接地危害人體健康。據(jù)美國(guó)技術(shù)評(píng)估報(bào)告,家用電器和各種線路的電磁波都會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體組織和細(xì)胞的影響。如長(zhǎng)時(shí)間使用毛毯在婦女睡覺(jué),在月經(jīng)周期的變化;經(jīng)常使用電弧的孕婦可在出生后增加癌癥的發(fā)病率。在過(guò)去的10年里,一直在電磁波對(duì)人體損傷的報(bào)告。根據(jù)美國(guó)科羅拉多州大學(xué)的研究人員,在美國(guó),超過(guò)兩倍的電磁污染丹佛地區(qū)。瑞典學(xué)者托梅新研究發(fā)現(xiàn),居住在該地區(qū)的人嚴(yán)重的電磁污染兒童的神經(jīng)系統(tǒng)癌癥。由此可見(jiàn),防止電磁污染是很有必要的。在國(guó)內(nèi)外,以防止電磁輻射污染,有2個(gè)主要途徑:第一,距離保護(hù);二是利用吸波材料。前者的主要機(jī)制是輻射源和輻射源之間的距離可以增大,并且電磁輻射的強(qiáng)度可以大大衰減。在某些情況下,這是一個(gè)簡(jiǎn)單可行的方法,但它受空間和布局等方面的限制,所以多采用后者。吸波材料能吸收材料表面的電磁波能量,材料通過(guò)材料的損耗可以轉(zhuǎn)換成熱能。除了在具有高吸收率(寬頻帶)的工程應(yīng)用的要求,也需要與光,溫度,濕度和耐腐蝕性等性能的材料。為了最大限度地將電磁波入射到吸收材料里面,從而降低了電磁波的直接反射。吸收材料的反射系數(shù)被記錄為R,式5.2.1,5.2.2:R=(Z0–Z1)/(Z0+Z1)(5.2.1)Zi=μr/εr,i=0,1(5.2.2)式中:Z0為自由空間阻抗;Z1為吸波材料阻抗;μr、εr分別為材料的相對(duì)磁導(dǎo)率和相對(duì)介電常數(shù)。由該式中,可以發(fā)現(xiàn),在反射系數(shù)R趨于零,即,波吸收材料的阻抗與自由空間阻抗在盡可能寬的頻率范圍內(nèi)大致相等。吸收材料能有效吸收和衰減電磁波產(chǎn)生的電磁波,可以將電磁波能量轉(zhuǎn)換成熱能或其他形式,使電磁波在介質(zhì)中吸收。吸波材料的電損耗正切角tanδe=ε″/ε′,磁損耗正切角tanδm=μ″/μ′。材料吸收和衰減能力和材料損耗角切向的電磁損耗角和材料的吸波特性和吸波性能較好。ε″或μ″更大,即提高復(fù)介電常數(shù)和復(fù)雜的導(dǎo)磁率的虛數(shù)部或減小,可以提高材料的損耗因子。因?yàn)榕cε′、μ′的增加,特性阻抗Z材料會(huì)改變,介質(zhì)接近的變化,即阻抗匹配變化的程度的阻抗,導(dǎo)致反射損失增加和減少的材料吸收。因此,電磁參數(shù)的材料,需要考慮的反射損耗和吸收損耗。在國(guó)外,鐵納米粒子和聚合物復(fù)合材料已進(jìn)入應(yīng)用研究階段。因此,開(kāi)發(fā)新一代的多頻、輕量化、智能化和可視化的納米復(fù)合吸波材料,滿足軍用和民用領(lǐng)域的不同需求將成為未來(lái)的重點(diǎn)[17]。5.3在飛機(jī)上的應(yīng)用在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中,飛機(jī)的力量是無(wú)法估量的。比如偵察機(jī),戰(zhàn)斗機(jī),導(dǎo)彈轟炸機(jī)等,這幾乎影響到整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng),而是用各種偵察技術(shù)提高,飛機(jī)的生存是越戰(zhàn)一個(gè)致命的威脅。后來(lái),美國(guó)軍方認(rèn)識(shí)到,在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中,預(yù)警機(jī)的出現(xiàn),盲目將與超低空突防的地面雷達(dá)執(zhí)行可能性戰(zhàn)斗機(jī)越來(lái)越小。因此,美國(guó)軍方制定的“黑”材料隱身技術(shù)的研究。所謂隱形技術(shù),就是指運(yùn)用一定的手段,使敵人偵察接收機(jī)故障或混淆,使目標(biāo)被發(fā)現(xiàn)非常困難,甚至不被發(fā)現(xiàn),自救打擊敵人。偵察技術(shù)可分為雷達(dá)偵察、紅外偵察、激光偵察。利用雷達(dá)和激光偵察技術(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)偵察和激光偵察。對(duì)雷達(dá)波的分析,可以確定目標(biāo)的類型、距離、大小、速度等,從目標(biāo)反射或激光的特性。所以兩個(gè)偵察技術(shù)被稱為源偵察和紅外偵察。技術(shù)不需要發(fā)射紅外光從偵察點(diǎn),而是直接接收來(lái)自目標(biāo)的紅外輻射。所以偵察偵察技術(shù)稱為被動(dòng)偵察。因此,根據(jù)其工作波段隱身技術(shù)可以分為隱身、雷達(dá)隱身、紅外和激光隱身等。此外,根據(jù)隱身隱身技術(shù)的工作模式,可分為主動(dòng)和被動(dòng)隱身潛行。隱形飛機(jī)得到了出色的隱身性能,但失去了最佳空氣動(dòng)力學(xué)性能和有效載荷。最大的F-117A隱形飛機(jī)的飛行速度為0.8M,只有的F-15戰(zhàn)斗機(jī)的1/3(F-15飛機(jī)最大速度為25M);F-117A飛機(jī)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中只能攜帶兩枚907千克的炸彈,只有的F-15戰(zhàn)斗機(jī)1/4的負(fù)載(F-15戰(zhàn)斗機(jī)的7.3噸)。此外,昂貴的價(jià)格使得飛機(jī)隱形望而卻步。F-117A隱形戰(zhàn)斗機(jī)1992的價(jià)格超過(guò)1億美元的洛克希德公司的價(jià)格。F-117A飛機(jī)的生產(chǎn)任務(wù)完成后生產(chǎn)線立即關(guān)閉。此外,由于隱形飛機(jī)的靈活性動(dòng)態(tài)差別,在其它時(shí)候需要其他飛機(jī)護(hù)航,從這個(gè)意義上說(shuō),打擊的目標(biāo)容易暴露??傊[形飛機(jī)由軍方青睞的新型武器系統(tǒng)是不言而喻的,但也應(yīng)看到其不足之處,尋找到它[18]。5.4看法隨著各種新型材料的發(fā)現(xiàn),很多看似不可能的事都慢慢的接近現(xiàn)實(shí),變成有可能的事,對(duì)于隱身材料,生活中還有很多可以用到的地方,比如制成手套,衣服等,這樣可以使我們的視線可以穿過(guò)自己的手,這樣醫(yī)生在做手術(shù)的時(shí)候不會(huì)因?yàn)槭謸踝∫暰€而減少不必要的麻煩,除此之外,有些化妝的新手給自己上妝的時(shí)候,不會(huì)因?yàn)槭謸踝∫暰€,可以更好的練習(xí)技巧。在課堂上,教老師板書時(shí)學(xué)生可以透過(guò)老師看到黑板,老師不會(huì)擋住黑板上的字,更方便學(xué)生學(xué)習(xí)。此外,隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上各種武器系統(tǒng)面臨嚴(yán)重威脅,隱身技術(shù)作為增強(qiáng)武器系統(tǒng)生存能力和滲透能力的有效手段,受到世界各國(guó)軍事力量的高度重視。材料技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是隱身技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。因此,建設(shè)新一代隱身吸波材料,是一種具有前瞻性和創(chuàng)新性的新一代隱身材料,是我國(guó)亟待解決的問(wèn)題。其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義是顯而易見(jiàn)的。在這一領(lǐng)域,我們必須密切關(guān)注國(guó)外的研究,積極開(kāi)展對(duì)我國(guó)隱身材料的研究,這對(duì)于提高我國(guó)的國(guó)防實(shí)力十分重要[19]。6.結(jié)論隱身技術(shù)的發(fā)展,隱身飛機(jī)已達(dá)到如此驚人的成就,隱身飛機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)志著一系列重大技術(shù)80的高技術(shù)在航空領(lǐng)域的突破。從目前來(lái)看,雷達(dá)吸波涂層、結(jié)構(gòu)吸波材料和形狀技術(shù)是實(shí)現(xiàn)隱身的主要技術(shù)措施。另外,隱身復(fù)合材料已成為隱身材料和復(fù)合材料在研究領(lǐng)域的一個(gè)非常重要的研究方向,高性能增強(qiáng)纖維的研制成功是發(fā)展的同時(shí)具有高吸波性能和機(jī)械性能的隱身復(fù)合材料是其中的關(guān)鍵和車輛的主要承載部件使用隱身復(fù)合成為可能。對(duì)推動(dòng)我國(guó)隱身技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。隨著雷達(dá)探測(cè)和通信技術(shù)的發(fā)展,隱身復(fù)合材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[20]。由此可見(jiàn),各種新型材料被研發(fā),各種新的工藝技術(shù)出現(xiàn),隱身已經(jīng)不是不可能,因此,對(duì)隱身材料的制作與應(yīng)用的研究確實(shí)十分必要,只有不斷的探索,思考才能找到最適合的材料,才能將材料合適的應(yīng)用于到更多的地方,才能使生活更便捷,使社會(huì)更進(jìn)步。參考文獻(xiàn)[1]莫美芳.國(guó)外結(jié)構(gòu)隱身材料的研制和發(fā)展概況.1991年第5期:46-47.[2]方亮,龔榮州,官建國(guó).雷達(dá)吸波材料的現(xiàn)狀與展望.[N],武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999年12月21卷第6期.[3]許衛(wèi)鍇,盧少微,馬克明等.超材料在隱身領(lǐng)域的研究及應(yīng)用進(jìn)展.[J],功能材料2014年第4期
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