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不过时的传统吸收剂—羰基铁粉

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  • 发布时间:2020-05-11 16:17
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【概要描述】羰基铁粉由于其温度稳定性好、磁导率高以及生产成本低的特点,在吸波材料中具有广泛的应用前景,是国内外研究最深入、应用最广泛、吸波性能优秀的电磁波吸收剂,并且大量应用于现役的武器装备上。例如,美国的F/A-18C/D“大黄蜂”飞机,为了降低其雷达反射截面积(RCS),在机身表面及机翼上使用了羰基铁粉为主的雷达吸波材料,F-15SE“静默鹰”是F-15重型战斗机的最后改进型,为了保证其面对三代及三代半战

不过时的传统吸收剂—羰基铁粉

【概要描述】羰基铁粉由于其温度稳定性好、磁导率高以及生产成本低的特点,在吸波材料中具有广泛的应用前景,是国内外研究最深入、应用最广泛、吸波性能优秀的电磁波吸收剂,并且大量应用于现役的武器装备上。例如,美国的F/A-18C/D“大黄蜂”飞机,为了降低其雷达反射截面积(RCS),在机身表面及机翼上使用了羰基铁粉为主的雷达吸波材料,F-15SE“静默鹰”是F-15重型战斗机的最后改进型,为了保证其面对三代及三代半战

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羰基铁粉由于其温度稳定性好、磁导率高以及生产成本低的特点,在吸波材料中具有广泛的应用前景,是国内外研究最深入、应用最广泛、吸波性能优秀的电磁波吸收剂,并且大量应用于现役的武器装备上。例如,美国的F/A-18C/D“大黄蜂”飞机,为了降低其雷达反射截面积(RCS),在机身表面及机翼上使用了羰基铁粉为主的雷达吸波材料,F-15SE“静默鹰”是F-15重型战斗机的最后改进型,为了保证其面对三代及三代半战斗机的空中优势,对其隐身性能进行了改进,在表面缝隙连接处、机翼、机身的诸多部位使用了大量的羰基铁粉为主的雷达吸波材料,使其正面的雷达反射截面积降低到了F-35的水平。

 

羰基铁粉是由羰基铁直接分解得到的铁粉,五羰基铁化合物Fe(CO)5倍加热到70~80℃时开始分解成Fe和CO,在155℃时大量分解,最后形成葱头状结构的羰基铁粉,所生成的羰基铁粉主要为铁。常见的羰基铁粉有球形和片状两种形貌,图1为两种形貌羰基铁粉颗粒在扫描电镜下的照片。球状羰基铁粉的高频磁性受限于Snoek极限,难以满足“薄、轻、宽、强”的吸波性能要求,而片状羰基铁粉则可以突破极限获得优异的高频电磁性能。

具有良好吸波性能的材料,一是尽可能大的在吸波材料内部对入射雷达波损耗掉;二是雷达吸波材料的阻抗和入射雷达波的阻抗相互匹配,达到了无反射的条件。要达到条件一,介电常数和磁导率是影响电磁波和介质相互作用的重要参数。其中介电常数:ε=ε'-iε。磁导率为μ=μ'-iμ,ε及μ"分别表示介电损耗和磁损耗。对于介质材料来说,有着对电磁波耗散和吸收的能力。要达到条件二, 在自由空间中,阻抗为Z0 时,雷达波投射到阻抗为Z0 的介电层表面,可以发生部分反射,反射系数R =(1 –Z/ Z0)/(1 + Z/ Z0)。

吸波材料的探究从本质上是对其电磁参数的研究,而材料的电磁参数又取决于其组分、结构以及外观形貌。因而通过探究材料的组织结构以及外观与材料电磁参数的关系,调整其结构特征,从而获得优异的吸波性能。因此实现对吸收剂微波电磁参数的自由调控是探究材料吸波性能的关键所在。羰基铁粉因具有高饱和磁化强度和价格低廉等优点是目前吸波剂领域中最主要的研究对象之一。


 

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