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不過時的傳統吸收劑—羰基鐵粉

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  • 發布時間:2020-05-11 16:17
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【概要描述】羰基鐵粉由于其溫度穩定性好、磁導率高以及生產成本低的特點,在吸波材料中具有廣泛的應用前景,是國內外研究最深入、應用最廣泛、吸波性能優秀的電磁波吸收劑,并且大量應用于現役的武器裝備上。例如,美國的F/A-18C/D“大黃蜂”飛機,為了降低其雷達反射截面積(RCS),在機身表面及機翼上使用了羰基鐵粉為主的雷達吸波材料,F-15SE“靜默鷹”是F-15重型戰斗機的最后改進型,為了保證其面對三代及三代半戰

不過時的傳統吸收劑—羰基鐵粉

【概要描述】羰基鐵粉由于其溫度穩定性好、磁導率高以及生產成本低的特點,在吸波材料中具有廣泛的應用前景,是國內外研究最深入、應用最廣泛、吸波性能優秀的電磁波吸收劑,并且大量應用于現役的武器裝備上。例如,美國的F/A-18C/D“大黃蜂”飛機,為了降低其雷達反射截面積(RCS),在機身表面及機翼上使用了羰基鐵粉為主的雷達吸波材料,F-15SE“靜默鷹”是F-15重型戰斗機的最后改進型,為了保證其面對三代及三代半戰

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羰基鐵粉由于其溫度穩定性好、磁導率高以及生產成本低的特點,在吸波材料中具有廣泛的應用前景,是國內外研究最深入、應用最廣泛、吸波性能優秀的電磁波吸收劑,并且大量應用于現役的武器裝備上。例如,美國的F/A-18C/D“大黃蜂”飛機,為了降低其雷達反射截面積(RCS),在機身表面及機翼上使用了羰基鐵粉為主的雷達吸波材料,F-15SE“靜默鷹”是F-15重型戰斗機的最后改進型,為了保證其面對三代及三代半戰斗機的空中優勢,對其隱身性能進行了改進,在表面縫隙連接處、機翼、機身的諸多部位使用了大量的羰基鐵粉為主的雷達吸波材料,使其正面的雷達反射截面積降低到了F-35的水平。

 

羰基鐵粉是由羰基鐵直接分解得到的鐵粉,五羰基鐵化合物Fe(CO)5倍加熱到70~80℃時開始分解成Fe和CO,在155℃時大量分解,最后形成蔥頭狀結構的羰基鐵粉,所生成的羰基鐵粉主要為鐵。常見的羰基鐵粉有球形和片狀兩種形貌,圖1為兩種形貌羰基鐵粉顆粒在掃描電鏡下的照片。球狀羰基鐵粉的高頻磁性受限于Snoek極限,難以滿足“薄、輕、寬、強”的吸波性能要求,而片狀羰基鐵粉則可以突破極限獲得優異的高頻電磁性能。

具有良好吸波性能的材料,一是盡可能大的在吸波材料內部對入射雷達波損耗掉;二是雷達吸波材料的阻抗和入射雷達波的阻抗相互匹配,達到了無反射的條件。要達到條件一,介電常數和磁導率是影響電磁波和介質相互作用的重要參數。其中介電常數:ε=ε'-iε。磁導率為μ=μ'-iμ,ε及μ"分別表示介電損耗和磁損耗。對于介質材料來說,有著對電磁波耗散和吸收的能力。要達到條件二, 在自由空間中,阻抗為Z0 時,雷達波投射到阻抗為Z0 的介電層表面,可以發生部分反射,反射系數R =(1 –Z/ Z0)/(1 + Z/ Z0)。

吸波材料的探究從本質上是對其電磁參數的研究,而材料的電磁參數又取決于其組分、結構以及外觀形貌。因而通過探究材料的組織結構以及外觀與材料電磁參數的關系,調整其結構特征,從而獲得優異的吸波性能。因此實現對吸收劑微波電磁參數的自由調控是探究材料吸波性能的關鍵所在。羰基鐵粉因具有高飽和磁化強度和價格低廉等優點是目前吸波劑領域中最主要的研究對象之一。


 

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