吸波材料的吸波機理
吸波材料既當電磁波穿過材料時，電磁能量被材料吸收，從而使入射的電磁能轉化為熱能等其它形式的能量而損耗的材料。材料吸收電磁波的基本條件是：
1）電磁波入射到材料上時，它能最大限度地進入材料內部（匹配特性）；
2）進入材料內部的電磁波能迅速地衰減掉（衰減特性）。實現第一個條件的方法是通過采取特殊的邊界條件等來達到；而第二個條件則要求材料具有很高的電磁損耗。
當雷達波通過自由空間時具有阻抗，垂直投射到阻抗為半無限大的介質表面，發生反射，其反射系數由公式
1）決定公式
2）知，物體表面反射波阻抗與其表面的磁導率和電容率 " 之比的平方根成正比。因此為使雷達波不被反射，" 必須為零，即理想條件。各種吸波材料由于其吸波機理、內部結構組成、外形及入射波的入射角、極化方式不同，其反射系數也不同。為達到良好的吸波效果，要進行材料的選擇，進行特定的設計。
2 粘結劑
吸波涂料主要由粘結劑和吸收劑組成。粘結劑是涂料的成膜物質，是使涂層牢固粘附于被涂物表面上形成連續膜的主要物質；而具有特定電磁參數吸收劑是吸波涂料的關鍵，它決定了吸波涂料的吸波性能。
粘結劑的選取應遵循以下原則
1) 對吸收劑納入量大，比重輕；
2）附著力強，柔韌性、耐沖擊性好；
3）耐溫度變化、耐介質性能好；
4）具有與吸收劑相符的介電常數。從現有的研究進展來看，綜合性能較好、工藝穩定的粘結基料體系主要有氯磺化聚乙烯、環氧樹脂和聚氨酯。
氯磺化聚乙烯粘結劑具有優良的彈性、堅韌性、耐磨性和高度抗化學品性，與顏料并用時能吸收紫外線，耐久性好，但附著力較差，對吸收劑的納入量較少。環氧樹脂粘結劑具有優良的附著力、耐化學藥品性，防腐蝕和耐水性也較好，但其低溫不能固化，同時固化產物柔韌性差。隨溫度變化，在應力應變較大的部位容易產生脆性開裂、脫落現象。但可以通過添加液態橡膠等方式加以解決。聚氨酯粘結劑具有附著力強、耐磨損、耐腐蝕，可常溫固化，還可根據使用要求調節其軟硬度，同時也可以和各種樹脂混合使用，可滿足各種特殊的使用要求。
3 吸收劑
3.1 鐵氧體吸收劑
鐵氧體吸收劑因為價格低廉，吸波性能好，即使在低頻、厚度薄的情況下仍有良好的吸波性能，在米波至厘米波范圍內，可使反射能量衰減 17 ~ 20dB，從 50 年代至今仍被廣泛應用。按微觀結構的不同，鐵氧體可分為六角晶系鐵氧體、尖晶石型鐵氧體和稀土石榴石型鐵氧體三類。作為吸收劑應用最為廣泛的是尖晶石型鐵氧體，由于尖晶石型鐵氧體的介電常數和磁導率比較低，用純鐵氧體難以滿足高性能的雷達波吸收材料的要求，但是把鐵氧體粉末分散在非磁性體中而制成的復合鐵氧體，則可以通過對鐵氧體粉末的粒徑、鐵氧體粉末與非磁性體的混合比以及鐵氧體組成來控制其電磁參數。目前已研制并廣泛應用的有 Ni-zn、Li-zn、Ni-Mg-zn、Mn-zn、Li-cd、Ni-cd、cO-Ni-zn、Mg-cu-zn 等鐵氧體片。
3.2 羰基鐵吸收劑
羰基鐵吸收劑是目前最為常用的雷達波吸收劑之一，它是一種典型的磁損耗型吸收劑，磁損耗角可達 40 左右，與高分子粘結劑復合成的吸波涂料具有吸收能力強、應用方便等優點。但是由于羰基鐵吸收劑存在著比重大，在涂料中體積占空比一般都大于 40%，因此導致這種吸波涂料仍存在面密度大的缺點。近期歐洲 GAMMA 公司研制了一種新型吸波涂料，這種吸波涂料采用以羰基鐵單絲為主的多晶鐵纖維作為吸收劑，可在很寬的頻帶內實現高吸收率，由于這種吸收劑體積占空比為25%，因此重量可減輕 40% ~ 60%。目前，該吸波涂料已應用于法國國家戰略防御部隊的導彈和飛行器，同時正在驗證用于法國下一代戰略導彈彈頭的可能性。
3.3 金屬超細粉末或金屬氧化物磁性超細粉末吸收劑
作為吸收劑的金屬超細粉末或金屬氧化物磁性超細粉末的細化，使其組成粒子的原子數目大大減少，磁、電、光等物理性能發生質的變化，磁損耗較大。由這種吸收劑制成的吸波涂料可以通過調節粉末的粒徑、含量、混合比例等來調節吸波涂料的電磁參數，以使其達到較為理想的吸波效果。
3.4 陶瓷類吸收劑
陶瓷類吸收劑主要有碳化硅、硼硅酸鋁等，它具有比鐵氧體、復合金屬粉末等吸收劑密度低、吸波性能較好、可有效地減弱紅外輻射信號的特點。其中碳化硅是制作多波段吸波涂料的主要組分，有可能實現輕質、薄層、寬頻帶和多頻段，很有應用前景。碳化硅的粒徑、熱處理時間等對其吸波性能影響非常大，碳化硅在不同處理溫度和時間條件下，其電阻率變化范圍為 10 0 ~10 4 ! ·cm，通過控制工藝參數，可以對其顯微結構和電磁參數進行控制，獲得所希望的吸波效果。
3.5 納米吸收劑
納米材料是指材料組份的特征尺寸在納米量級（1 ~ 100nm）的材料，它獨特的結構使其自身具有量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應、小尺寸和界面效應，金屬、金屬氧化物和某些非金屬材料的納米級超微粉在細化過程中，處于表面的原子數越來越多，增大了納米材料的活性。在電磁場的輻射下，原子、電子運動加劇，促使磁化，使電磁能轉化為熱能，從而增加了對電磁波的吸收效果。由于納米材料在具有良好吸波特性的同時還具有頻帶寬、兼容性好、面密度低、涂層薄的特點，美、俄、法、德、日等國都把納米材料作為新一代隱身材料加以研究和探索。目前，美國研制的被稱作”超黑粉”納米吸波材料，所吸收的雷達波可達99%。法國研制出一種寬頻微波吸收涂層，這種吸收涂層由膠粘劑及納米級微粒填充材料組成。這種由多層薄膜疊合而成的結構具有很好的磁導率，50MHZ 至 50GHZ 內具有良好的吸波性能。總之納米吸波涂料是一種非常有發展前途的吸波涂料。
3.6 放射性同位素吸收劑
放射性同位素（如 PO-210、cm-242 和 Sr-90 等）產生的等離子體是一種有效的電磁波吸收媒質，等離子區中的自由電子在入射電磁波的電場作用下將產生頻率等于電磁波載波頻率的強迫振蕩，在振蕩的過程中，運動的電子與中性的分子、原子以及離子發生碰撞，增加了這些粒子的動能，從而把電磁場的能量轉變為媒質的熱量。放射性同位素吸波涂層非常薄和輕，具有吸收頻帶寬、耐用性好和能承受高速空氣動力等優點。另外，放射性同位素吸收劑還可以吸收紅外輻射、聲波等功能，是理想的多功能吸收劑。
3.7 導電高分子吸收劑
這類吸收劑利用某些高聚物所具有共軛 " 電子的線形或平面形構型與高分子電荷轉移給絡合物的作用，設計高聚物的導電結構，實現阻抗匹配和電磁損耗。美國信號產品公司開發了一種可用來對付 5 ~ 200GHZ 雷達的吸波涂料，它以具有噴涂功能的高分子聚合物為基體，用具有極好的吸收雷達波特性的氰酸酯晶須和導電高聚物聚苯胺的復合物作吸收劑。其涂層具有易維護、吸收頻帶寬、涂層薄、質量好等優點。但由于用于這類導電高聚物的合成研究剛剛開始，是新開展的高分子材料研究領域，有待于進行深入的理論和實驗研究。從最正值迅速負移，約 701 后電位發生反彈并一直保持著較正的值，這很可能是由于納米硅溶膠使鍍鋅層發生鈍化所致。在經歷了 9601 后，當鍍鋅板腐蝕電位達到裸鋼電位 - 0.642V（vs.SCE）時，AC-M 和 AC-M-Si 鈍化樣品分別為 - 1.024V、- 1.040V。直到第 14441 AC-M 鈍化樣品出現紅銹為止，AC-M-Si 鈍化樣品的腐蝕電位仍未達到裸鋼電位，還保持在 - 1.000V 左右。
4 改性鈍化膜防護機理分析
4.1 隔離作用
AC-M-Si 鈍化膜的耐蝕性之所以比 AC-M 的高，其原因之一是因為鈍化液中的納米膠態二氧化硅能與丙烯酸樹脂組分的羥基發生交聯反應，形成網狀結構的大分子聚合物。另一方面，鈍化膜中的膠態 SiO 2 粒子之間還可通過 - OH 或 - O - 鍵和MoO 4 2 - 陰離子配位體進行配位交聯，相互間發生化學結合，形成溶膠式結構多核聚合體，使 AC-M-Si 膜層更加致密，大大降低了有機物鈍化膜的通透性。這種鈍化膜不僅有效地阻擋外界水離子和氧等腐蝕性物質對鍍鋅層的侵蝕，而且還能減少膜中 Mo離子的滲出，提高了鈍化膜的防蝕效果及防護壽命。
4.2 緩蝕作用
改性鈍化膜的高耐蝕性還突出表現在納米 SiO 2 粒子對鍍鋅層腐蝕的抑制作用：
1）在腐蝕初期，由于二氧化硅粒子表面硅烷醇基（Si- OH）有助于具有緩蝕效果的堿式氯化鋅（ZnCI 2 ·4Zn（OH）2 ）的生成，從而抑制了氯的還原反應，阻滯鍍鋅層繼續腐蝕。
2）如果膠態 SiO 2 粒子在腐蝕介質溶解生成SiO 32 -離子，則可與帶正電荷的鋅離子化合，形成不溶性 ZnSiO 3 產物膜阻滯了陽極極化過程，對鍍鋅層起到沉淀型緩蝕劑的效果。
