透波材料的透波原理及現(xiàn)狀分析

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1、第36卷第29期山西建筑Vl01．36No．292010年10月SHANXIARCHITECrUREOct．2010·157·文章編號：1009．6825(2010)29—0157．02透波材料的透波原理及現(xiàn)狀分析李希峰摘要：在初步了解透波材料的基礎(chǔ)上，闡述了透波材料的應(yīng)用需求，分析了磷酸鹽體系透波材料透過電磁波的原理，論述了磷酸鹽體系透波材料的研究現(xiàn)狀，并指出了發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：透波材料，透波原理，磷酸鹽體系中圖分類號：TU597文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A透波材料是電磁波照射其上能夠透過的材料，主要應(yīng)用于作材料透過電磁波的多少，取決于

2、材料本身的介電性能(e，電磁窗(Electtxaxmgneticswindows)。電磁窗是電磁波進(jìn)出的窗tand)、結(jié)構(gòu)、厚度、人射角度等，單層平板結(jié)構(gòu)和對稱夾層結(jié)構(gòu)的口，作為一種結(jié)構(gòu)，它是用來保護(hù)雷達(dá)天線或整個(gè)微波系統(tǒng)(包括透過電磁波原理見圖1。雷達(dá)和通訊系統(tǒng))不受環(huán)境影響而損壞。保護(hù)雷達(dá)用的雷達(dá)罩，3磷酸鹽體系透波材料的研究現(xiàn)狀供彩電中心、微波塔樓、微波中繼站、保護(hù)通信天線及微波設(shè)備電磷酸鹽體系透波材料主要為硅質(zhì)纖維增強(qiáng)磷酸鋁、磷酸鉻、磁窗口用的透波墻，天線饋源和相位校正透鏡用的罩都采用了透磷酸鉻鋁等復(fù)合材料。波材料。

3、透波材料是對電磁波的“透明材料”，當(dāng)然，“透明”是相2O世紀(jì)6O年代初開始，美國海軍航空局資助通用電器公司對的，電磁波在通過介質(zhì)的時(shí)候，多少將損失一些電磁波透過的著手研究低成本磷酸鹽高溫天線罩材料，得到了能在315℃以下固能量，其直接的后果就是減少雷達(dá)的最大作用距離。對于一個(gè)特化，650℃仍保持較好力學(xué)和電性能的石英織物增強(qiáng)磷酸鋁基復(fù)定的目標(biāo)來說，最大作用距離是與雷達(dá)罩傳輸功率系數(shù)的平方成合材料。德國Brunswick公司在空軍航空電子設(shè)備實(shí)驗(yàn)室資助正比。透過能量損失的原因是由于罩子對電磁波的反射與吸收。下，也于1963年開

4、始研制能在698．7℃長時(shí)間(1000h)工作的吸收是由于介質(zhì)損耗使電能變成熱而引起的，它與材料厚度、損耗磷酸鹽【7]天線罩材料，并采用纏繞法制備出長度1．6m、綜合性能角正切和電磁波的頻率有關(guān)，而反射則是由于自由空間與罩子材與微晶玻璃相近的天線罩樣件。料的介電常數(shù)不同，部分能量向回反射L1．2J。因此，作為透波材料20世紀(jì)70年代-80年代，美國空軍實(shí)驗(yàn)室等單位進(jìn)行了磷必須具有較小的能耗和相位滯后，介電常數(shù)e和損耗角正切tan8酸鹽材料的常溫、高溫電性能的詳細(xì)測試。是衡量材料透波性能的兩個(gè)基本參量。一般情況下，在0．3G～

5、俄羅斯在20世紀(jì)50年代就以防熱材料為目的進(jìn)行磷酸鹽300GHz頻率范圍內(nèi)，透波材料的適宜e值為1_4，tand為10-3～材料研究，在磷酸鹽基(也叫礦物基)復(fù)合材料領(lǐng)域的研究已有幾10-2數(shù)量級，這樣才能獲得較理想的透波性能和較小的損失。十年的歷史，對各種磷酸鹽的結(jié)構(gòu)、性能及工藝有較全面的了解。1透波材料的應(yīng)用需求后將該項(xiàng)技術(shù)推廣到耐熱透波材料領(lǐng)域，在航天透波材料領(lǐng)域獲透波材料在航天器中具有重要的地位，是航天器“眼睛”的重得實(shí)際應(yīng)用的主要是磷酸鉻、磷酸鉻鋁及磷酸鋁，這些材料都強(qiáng)要組成部分，是保護(hù)航天飛行器在惡劣環(huán)境條件下通

6、訊、遙測、制調(diào)了高溫狀態(tài)下透波材料的介電性能。前蘇聯(lián)著重進(jìn)行織物增導(dǎo)、引爆等系統(tǒng)能正常工作的一種多功能介質(zhì)材料，在運(yùn)載火箭、強(qiáng)有機(jī)硅樹脂及磷酸鹽體系的研究。根據(jù)飛行環(huán)境，在低溫長時(shí)飛船、導(dǎo)彈及返回式衛(wèi)星等航天飛行器無線電系統(tǒng)中得到廣泛的間飛行的情況下，主要采用織物增強(qiáng)磷酸鹽；在高溫短時(shí)間飛行應(yīng)用。透波材料屬光電磁和結(jié)構(gòu)功能復(fù)合材料范疇，涉及多學(xué)科的情況下(如火箭、導(dǎo)彈等)，采用纖維增強(qiáng)樹脂。專業(yè)和設(shè)計(jì)、材料、性能檢測等系統(tǒng)工程_3]，是典型的多功能材應(yīng)用于透波材料的磷酸鹽的分子結(jié)構(gòu)式為Me(I42PO4)·Me料。惡劣的使用

7、環(huán)境對透波材料提出了防熱隔熱、承載、抗核(抗(H2P04)3，其中Me為+3價(jià)金屬離子。沖擊)、透波、耐候、氣密等多方面高性能要求。在制備磷酸鹽溶液后，固化溫度為T：100℃～130℃；最后入射波熱處理溫度從300℃降至170℃。在制備復(fù)合材料時(shí)，基本按如下工藝過程：布塊或織物準(zhǔn)備一磷酸鹽溶液準(zhǔn)備一先對布塊或織物上一層保護(hù)膜一真空浸漬一加壓固化：150℃200℃，1MPa～1．5MPa。在磷酸鹽基透波材料的制備過程中，俄方認(rèn)為如下幾個(gè)問題反波是工藝關(guān)鍵：磷酸鹽的摩爾比；pH值適當(dāng)；纖維應(yīng)有保護(hù)膜；降低固化溫度。圖1單層板的透

8、射與反射經(jīng)復(fù)合固化后磷酸鉻(在1200℃以下)及磷酸鉻鋁基復(fù)合材2磷酸鹽體系透波材料透過電磁波的原理料(在1200℃～1500℃)的力學(xué)、物理性能保持良好，電性能穩(wěn)電磁波透過材料時(shí)，同時(shí)將伴隨著能量的損失，能量損失的定。磷酸鋁在1500℃～1800℃以下具有穩(wěn)定的性能J。當(dāng)溫原因是由于材料