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    發布時間:2021-10-22 05:12  

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    目前,吸波材料在各個領域中的應用越來越廣泛。尤其在領域,為了加強自身建設,通常將吸波材料涂層應用于戰斗表面,以達到“隱身”的目的。吸波材料在裝備力量與電子科技中占據重要地位。

    在國際上,美國對吸波材料作為“隱身材料”的應用已經較為成熟,例如,美國將吸波性能良好的碳化硅材料作為涂層涂于軍事表面,減弱目標向外散發的雷達特征與紅外線等,使得敵軍無法檢測到目標,從而在中占據優勢 [1-2]。在海灣和科索沃,人們都可以看到有關“隱身材料”的應用經驗。因此,吸波材料作為“隱身”技術的應用越來越重要,為增強我國軍事實力,建設事業,必須對吸波材料進行深入研究與應用。

    較為常見的吸波材料為碳化硅,可以用于一些電子設備、屏蔽設備等,尤其在信息化中,可以減弱目標的光電特征、紅外信號等 [3]。碳化硅作為吸波材料,分為不同的類型,如鐵磁金屬微粉吸波材料、鐵氧體吸波材料、納米吸波材料、多晶鐵纖維吸波材料、陶瓷吸波材料、導電高聚物吸波材料。本文就通過試驗研究碳化硅涂層的吸波性能,以期為事業作出貢獻。




    碳化硅的原料有石英砂、石油焦等,又叫金剛砂,化學結構為六方形晶體,通常比重為 3.2,硬度較大,平均為3000kg/mm2。碳化硅具有很多優點,如導熱系數高、膨脹系數小、體積小和強度高等。碳化硅涂層被電磁波影響,從而產生感應電流,應電流易受電磁場影響改變方向,同時由于材料的高電阻阻礙,電磁波的能量會變為熱量散失,即能量消耗,這樣雷達等電子設備的信號大大減弱,這種現象稱為吸波性能。

    不同類型的碳化硅材料具有不同的吸波能力。例如,異形截面的碳化硅與邊界規則的碳化硅截面具有不同的吸波性能,不同碳化硅的表面曲率不同,其電荷聚集的能力也不同,通常曲率較小則容易聚集電荷。另外,不同厚度的涂層對吸波性能也有不同的影響。




    除了用燒結法制造碳化硅制品以外,自從發明了熱壓燒結技術以后,碳化硅制品也可以用熱壓法制造,并且可以獲得更優良的燒結性能。熱壓工藝是把坯料的成型和燒成結合為一個過程,即坯料在高溫同時又在壓力下一次成型并燒結。這種方法在冶金工業中用于粉末冶金已有數十年的歷史,在特種耐火材料工業生產中已經逐步推廣應用。采用熱壓成型燒結,可以縮短制造時間,降結溫度,改善制品的顯微結構,增加制品的致密度,提高材料的性能。選擇適當的溫度、壓力和坯料粒度等熱壓工藝條件,就可達到優良的熱壓效果。熱壓工藝對難熔化合物的制造特別有用。熱壓用的模具因為既要經受1000℃以上的高溫,并且還要在高溫下承受數kN的壓力,因此,對制造難熔化合物制品一般均用高強度石墨作模具。



    討論

    通過試驗可得,碳化硅涂層越薄,吸波能力越低;涂層中所含碳化硅含量越低,吸波能力越低。當涂層厚度與碳化硅含量達到標準時,涂層可承受 250℃高溫。在 150℃環境中,厚度為 1mm 的碳化硅涂層吸收強度保持在 20dB 左右。

    通過對比分析可知,碳化硅涂層的適吸波能力為1mm,碳化硅涂層的多波段吸收可以跨越不同厚度的涂層。隨著碳化硅涂層厚度的減小,涂層吸收峰的峰位逐漸轉為高頻。

    在一定范圍內,吸收峰的峰位變化與碳化硅含量成正比,碳化硅含量增加,則吸收峰峰位向高頻移動。相反,涂層厚度與吸收峰的峰位成反比,厚度增加,則吸收峰峰位移向低頻段。當涂層厚度 1mm 時,碳化硅涂層的吸波性能佳。





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