電磁波吸收材料(Electromagnetic   wave   absorbs   material)，亦稱“微波吸收材料”，是指能吸收、一種衰減入射電磁波并將其電磁能量轉(zhuǎn)化為熱能以消散或使電磁波因干擾而消失的材料。吸收材料由吸收劑制成、基體材料、膠粘劑、輔助材料等其中吸收劑在吸收和衰減電池波能量方面起主要作用。

當(dāng)電磁波吸收材料的吸收能量等于入射電磁波能量時(shí)，表明它可以吸收所有的電磁波，但由于其有限的物理和化學(xué)性質(zhì)以及對(duì)電磁波吸收頻率的選擇性，很難吸收所有的入射電磁波能量。影響電磁波吸收材料吸收電磁波的因素是材料的物理特性、吸收帶寬和阻抗匹配，如物理特性中的電阻率、介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、介質(zhì)損耗因子，其中介電常數(shù)和磁導(dǎo)率是評(píng)價(jià)吸波材料性能的主要指標(biāo)；吸收帶寬決定了吸波材料處于一定的頻率范圍內(nèi)，而阻抗匹配是為了使吸波材料不反射電磁波，從而更好地吸收電磁波。

電磁波吸收材料種類繁多，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品性能和用途，如成型工藝和材料的承載能力，有多種分類方法、吸波原理、材料損耗機(jī)理、研究時(shí)期和電磁波吸收體按研究時(shí)期可分為傳統(tǒng)吸波材料和新型吸波材料。

電磁波吸收材料可用于軍事和民用領(lǐng)域。例如，在軍事上，它可以用于反雷達(dá)涂層、反雷達(dá)偽裝和反雷達(dá)煙霧，在民用領(lǐng)域，可用于電氣柜中的材料，減少電磁波污染，可用于太陽(yáng)能材料、建筑材料。

電磁波吸收材料的主要成分是吸收劑、粘合劑和各種添加劑。

吸收劑：提供電磁波吸收材料所需的電性能及其數(shù)量、性能和匹配在電磁波吸收材料中起著關(guān)鍵作用，它決定了涂層的電磁波吸收性能。常見(jiàn)的電磁波吸收材料主要包括微米級(jí)、超微磁性金屬及合金粉末吸附劑、鐵氧體吸收劑和導(dǎo)電聚合物吸收劑，以及法國(guó)開(kāi)發(fā)的納米粉末填充材料等新型吸收劑、中國(guó)研制的納米針狀磁性金屬粉末和多層納米膜復(fù)合吸附劑。

膠粘劑：粘合劑是吸收涂層的基材和成膜物質(zhì)，它決定了吸收劑的添加量、吸收性能的強(qiáng)弱、涂層性能的好壞。

助劑：助劑起輔助作用，用量少，但必不可少它決定了涂層的質(zhì)量并影響吸收劑的添加量。

電磁波吸收材料種類繁多，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品性能和用途，如成型工藝和材料的承載能力，有多種分類方法、吸波原理、材料損耗機(jī)理、研究時(shí)期和電磁波吸收體等。

材料成型技術(shù)和承載能力：根據(jù)材料的成型工藝和承載能力，電磁波吸收材料可分為涂層吸波材料和結(jié)構(gòu)吸波材料兩類

涂覆型：涂層型吸波材料是一種具有電磁波吸收功能的涂層，由吸收劑和溶劑混合而成(金屬或合金粉末、鐵氧體、導(dǎo)電纖維等)與粘合劑混合后，將其涂覆在目標(biāo)表面上形成吸波涂層。它工藝簡(jiǎn)單、使用方便、易于調(diào)整，常用于隱形武器。

結(jié)構(gòu)型：結(jié)構(gòu)吸波材料通常將吸收劑分散在層狀結(jié)構(gòu)材料中或采用高強(qiáng)度、具有良好透波性的聚合物復(fù)合材料(如玻璃鋼、芳綸纖維復(fù)合材料等)為面板，峰窩狀、波紋體或棱錐體是夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)，因此具有承浪和消浪的雙重功能，既能減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，又能提高有效載荷。

吸波原理：電磁波吸收材料根據(jù)吸波原理可分為吸收型和干涉型。

吸收型：吸波材料本身可以吸收雷達(dá)波，基本類型是復(fù)磁導(dǎo)率和復(fù)介電常數(shù)基本相等的吸波體、阻抗?jié)u變“寬頻”用于衰減表面電流的吸收體和薄層吸收體。吸波材料可分為電損耗型和磁損耗型前者通過(guò)材料的介電損耗衰減電磁波材料、后者通過(guò)磁損耗衰減電磁波能量。

干涉型：干涉型吸收材料利用吸收層表面和底部?jī)膳欧瓷洳ǖ牡确浴⒕哂邢喾聪辔坏母蓴_消除，例如1/4波長(zhǎng)“諧振”吸收體，這種材料的缺點(diǎn)是吸收帶窄。

材料損耗機(jī)理：電磁波吸收材料根據(jù)材料的損耗可以分為電阻型、電介質(zhì)型、磁性電介質(zhì)和放射性同位素類型。

電阻型：阻性吸波材料是一種通過(guò)電阻衰減電磁波能量的吸波材料。它的頻率范圍較寬，但其厚度與電磁波的波長(zhǎng)有很大關(guān)系，因此適用于一些固定設(shè)備或微波暗室。它電導(dǎo)率高，載流子引起的宏觀電流大，電磁能量容易轉(zhuǎn)化為熱能，電磁能量主要衰減在材料的電阻上，如碳化硅、石墨等。

電介質(zhì)型：介電吸波材料通過(guò)介電損耗衰減電磁波，其電導(dǎo)率低，幾乎沒(méi)有自由電子其機(jī)理是電介質(zhì)極化弛豫損耗，如鈦酸鋇。主要參數(shù)是材料的介電常數(shù)，但由于材料的介電損耗與頻率密切相關(guān)，其工作頻率范圍較窄且成本較高，因此在工程中應(yīng)用不廣泛。

磁介質(zhì)型：由材料的磁損耗(包括磁滯損耗、渦流損耗、剩余損耗、疇壁位移損耗和共振損耗)為了衰減電磁波能量，損耗機(jī)制主要?dú)w因于鐵磁共振吸收、如鐵氧體、羥基鐵等。主要參數(shù)是材料的磁導(dǎo)率，其成本低吸收效率高，是應(yīng)用最廣泛的吸波材料。

放射型同位素型：當(dāng)電磁波的頻率低于或等于等離子體中電子的朗繆爾頻率時(shí)，電磁波將被全反射。大氣中等離子體的電子密度在邊緣處較小，電磁波可以穿透。但進(jìn)入等離子體后，頻率大于的電磁波在等離子體中傳播時(shí)會(huì)被迅速吸收。這種特性具有寬頻帶的優(yōu)點(diǎn)，如同位素釙(Po)210和鋦(Cm)飛機(jī)表面涂覆的242在飛行過(guò)程中會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的射線，高能粒子流使空氣電離形成等離子體，在1~20GHz的頻率范圍內(nèi)可使電磁波衰減17dB；由于等離子體密度隨厚度呈指數(shù)衰減，因此可以很好地與空間匹配是導(dǎo)彈吸波材料的發(fā)展方向，也適用于高空飛行器。

根據(jù)研究周期，電磁波吸收材料可分為傳統(tǒng)吸波材料和新型吸波材料。

傳統(tǒng)吸波材料：鐵氧體、鈦酸鋇、金屬微粉、石墨、碳化硅、導(dǎo)電纖維等屬于傳統(tǒng)的吸波材料，它們通常具有較窄的吸收帶、密度大等缺點(diǎn)。其中鐵氧體吸波材料和金屬微粉吸波材料研究較多，性能較好。

電磁波吸收材料

新型吸波材料：新型吸收材料包括納米材料、手性材料、導(dǎo)電高聚物、多晶鐵纖維和電路模擬吸波材料具有與傳統(tǒng)吸波材料不同的吸波機(jī)理。其中，納米材料和多晶鐵纖維是性能最好的新型吸波材料。

電磁波吸收劑：鐵氧體系列吸波材料：它是一種由鐵氧體吸收劑支撐的吸波材料，由于鐵氧體材料的共振吸收和磁導(dǎo)率的色散效應(yīng)而具有很強(qiáng)的吸收性、頻率帶寬的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于各種隱身技術(shù)領(lǐng)域和民用電子產(chǎn)品。

微粉吸波材料：微粉吸波材料(具體涉及一種納米吸波材料)它由微粉和粘合劑通過(guò)一定的工藝制成。在電磁波的反射下、吸收高。在超細(xì)粉末材料的顆粒中，表面原子占整個(gè)顆粒原子的很大比例，因?yàn)楸砻嬖討覓戽I、空鍵多了，它的活躍度大大增加。當(dāng)電磁波撞擊這種粒子分子、電子運(yùn)動(dòng)加劇，電磁能轉(zhuǎn)化為熱能的效率高，電磁損耗大。

多晶鐵磁金屬纖維吸收材料：它具有獨(dú)特的形狀特征和復(fù)合損失機(jī)制(磁損耗和介電損耗)，具有重量輕、頻帶寬，斜入射性能好，光纖長(zhǎng)度可調(diào)、直徑和排列調(diào)整吸收的電磁參數(shù)。

希科夫鹽基視黃醇吸收材料：希科夫鹽基視黃醇像石墨一樣呈黑色，其吸收功能優(yōu)于其他材料，但其重量?jī)H為鐵球吸收材料的1/10。這種材料的吸波帶寬從長(zhǎng)波到8毫米波長(zhǎng)都有效，并且通過(guò)離子位移將所有電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能，材料本身的溫升并不明顯。

介電陶瓷吸收材料：PZT（鋯鈦酸鉛）等介電材料也有很好的吸收效果，但吸收帶寬較小。

導(dǎo)電聚合物吸收材料：與其他吸波材料相比，這種材料具有密度低的特點(diǎn)，密度僅為鐵氧體的1/5通過(guò)摻雜調(diào)節(jié)電導(dǎo)率可以控制吸波性能。

手性吸波材料：與普通材料相比，手征吸收材料具有手征參數(shù)，在其中傳播的電磁波只能是左旋或右旋圓極化波它的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)調(diào)節(jié)手征參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)阻抗匹配，而且比調(diào)節(jié)容易得多；此外，它具有較低的頻率靈敏度，易于實(shí)現(xiàn)寬帶吸收。

武器

電磁吸波材料可用于制造軍用高性能毫米波隱身材料、可見(jiàn)光-紅外隱身材料和結(jié)構(gòu)隱身材料可以使坦克成為目標(biāo)、船只和飛機(jī)躲避雷達(dá)、紅外探測(cè)器的偵察等。如用作飛行器、船只和其他武器裝備上的反雷達(dá)涂層，以減少其有效反射面積。這種防雷達(dá)涂層要求電磁波吸收性能好，涂層方便，質(zhì)地輕，符合空氣動(dòng)力學(xué)、熱性能、穩(wěn)定性能良好；用于地面目標(biāo)(艦船、火炮、坦克、戰(zhàn)士等)用于反雷達(dá)偽裝的反雷達(dá)偽裝布、偽裝網(wǎng)等要求良好的電磁波吸收性能和耐久性、輕便、便于大量生產(chǎn)；用于反雷達(dá)煙霧；電子干擾設(shè)備的收發(fā)天線隔離、改善天線的方向性和旁瓣抑制。

微波暗室

電磁吸波材料也可用于微波暗室進(jìn)行微波測(cè)試和科學(xué)研究，其主要要求是高吸波性能和寬頻帶應(yīng)用。例如在電波暗室中，主要用于模擬開(kāi)放場(chǎng)，同時(shí)用于輻射無(wú)線電騷擾的封閉屏蔽和輻射靈敏度測(cè)量在電磁暗室中，電磁波吸收材料的應(yīng)用需要滿足頻段、承受率、極化的相關(guān)要求。電波暗室按用途可分為天線測(cè)量和測(cè)試電波暗室。

建筑材料

為了減少特定頻率的輻射源和電磁波分布特性對(duì)建筑物的污染，將電磁波吸收材料應(yīng)用于石膏、在砂漿等建筑材料中，可以將其制成吸波石膏，以減少建筑物中的電磁輻射量、輕質(zhì)隔熱吸波砂漿。其中具有吸收功能的石膏板吸收帶寬高達(dá)14.2GHz，良好的機(jī)械性能；輕質(zhì)隔熱吸波砂漿的頻段可覆蓋30MHz~80GHz。這些吸收性建筑材料可以應(yīng)用于無(wú)線電發(fā)射塔、高壓電線、變壓器、手機(jī)信號(hào)站等高電磁輻射民用建筑室內(nèi)電磁輻射污染防護(hù)。

電器

當(dāng)電器需要經(jīng)常調(diào)整時(shí)，在被測(cè)對(duì)象周圍的近區(qū)或遠(yuǎn)區(qū)應(yīng)用電磁波吸收材料，可以有效降低電磁波對(duì)周圍環(huán)境的影響，吸收材料也要滿足頻段、承受的等要求。它還可以合理地應(yīng)用于機(jī)箱中的材料，這可以減少電子電路元件和組件附近的輻射污染此外，它還可以用來(lái)制造具有最佳吸收效果的太陽(yáng)能吸收材料。用作紅外探測(cè)器和傳感器中的涂層，不僅吸收紅外線的能力強(qiáng)，而且吸收率與熱容量之比大。