吸波材料
MNZ材料在蜂窝吸波结构中的应用
电磁隐身技术在现代军事科技中占据了举足轻重的地位,早在上世纪初期,德国科学家就曾提出有关吸波材料的概念。经过一个世纪左右的发展,无论是理论层面还是实际应用层面,相关科学技术都取得了长足的进步。
本文的关注点在于吸波材料本身,吸波材料是实现电磁隐身的关键技术,我国对于吸波材料的研究开展较早,在相关领域均有成熟的理论与工艺支持。传统的吸波材料以涂覆型或结构型为主,例如具有复电磁参数的电磁波吸收剂或贴片,结构型吸波材料则以角锥结构或蜂窝结构为主,此类材料的吸波机理大体与其采用的吸收剂有关,因其具有复电磁参数,所以对入射的电磁波具有损耗作用。
传统的吸波材料吸波频带较宽,同时具有优良的力学与热学性能,是目前实际应用的主要吸波材料。然而,传统的吸波材料在 P 波段和 L 波段吸波性能较差,满足不了吸波材料低频吸波性能的要求。发展宽频带吸波材料,同时又具备针对 P 波段和 L 波段的吸波能力,是目前吸波材料研究的重要课题之一。
目前人工电磁超材料的研究取得了许多进展,在低频段,人工电磁超材料具有传统吸波材料不具备的优势,而且此类超材料可设计性强,同时其吸波机理与蜂窝吸波材料不尽相同,我们考虑将传统吸波材料与人工电磁超材料相互结合,使其优势互补,以期得到理想的吸波效果。
一、蜂窝吸波材料理论基础
蜂窝吸波材料是将芳纶纸折叠拉伸形成蜂窝孔洞状周期结构骨架,本身并不具有吸波效果,通过浸渍具有复电磁参数的吸波涂料,使整体具有损耗入射电磁波的能力,从而达到吸波效果。由于蜂窝吸波材料的特殊结构,其吸波性能主要依赖两点,一是吸波涂料本身的复电磁参数,二是其孔洞结构对入射的电磁波产生多次散射,使浸渍的涂料会对电磁波进行多次损耗,这也是使用蜂窝结构比单独的吸波涂料吸波性能更好的原因。但是蜂窝结构的不均匀性,使得蜂窝吸波材料本身是一种电磁各项异性的材料,目前针对蜂窝吸波材料的理论研究主要还是近似处理,即将蜂窝结构等效成均匀化的介质结构,忽略孔洞之间的耦合效应。
二、蜂窝吸波材料模型研究与性能表征
蜂窝结构吸波材料是采用标准 NOMEX 等蜂窝结构,多次浸渍涂料并烘干固化,使其达到一定的增重百分比,满足电性能和力学性能等要求。其结构具有周期性。蜂窝吸波材料的吸波性能与吸波涂料的厚度密切相关,同时,对于电磁仿真工作,吸波涂料的厚度也是在建立模型过程中十分重要的参数,旨在利用容易实测得到的增重数据提取涂层厚度,为后文电磁仿真工作做了铺垫;其次,本章采用弓形法测量不同增重蜂窝吸波材料的反射系数,并将实测数据与仿真数据进行对比,误差相差较小,仿真结果接近实测;最后则利用蜂窝吸波材料散射参数对其等效介电常数进行反演。
三、总结
本文的研究工作基于传统蜂窝吸波材料。传统蜂窝吸波材料具有宽频吸波性能,兼具良好力学与热学性能,是主要实际应用的吸波材料。但传统蜂窝吸波材料在 2GHz 以下吸波性能较差,本文针对该劣势,设计超材料与浸渍蜂窝复合吸波结构,旨在不损失原浸渍蜂窝高频吸波性能的条件下,增加整体低频吸波带宽。
本文的研究工作首先建立了浸渍蜂窝基础仿真模型,计算其反射系数并与实测结果对比。结果表明,本文所建立的仿真模型基本准确,仿真结果与实测大体吻合,也表明浸渍蜂窝本身在低频却有吸波性能较差的缺点。后文复合吸波材料的设计基于一种 MNZ 超材料,该超材料单元为一回字形导线结构,本文重新设计了该结构图案几何参数,将其贴合与蜂窝内壁,通过一系列仿真,验证超材料与浸渍蜂窝结合设计的可行性,并探究影响复合吸波结构吸波性能的因素。
本文研究的影响因素主要有回字形单元的尺寸、在蜂窝中所处位置、材料方阻等,并探究其大角度吸波特性,仿真结果表明,加载超材料单元的复合蜂窝吸波结构在电磁波 0°~60°入射角范围内呈现良好的吸波效果,基本具有大角度吸波稳定性。对于吸波涂层不同厚度对超材料的影响也是值得研究的一个角度。本文所讨论的复合蜂窝吸波结构的后续研究也应考虑工艺实现问题。
吸波材料上市公司
财联社8月3日讯(编辑 笠晨 王舒蕾)吸波材料概念持续发酵,悦安新材盘中触及涨停一度录得3连板,近3日股价累计最大涨幅高达73.5%,新劲刚、航天发展、光启技术和华秦科技等日内跟随一度大幅拉升。
背后是哪些资金在背后“兴风作浪”?悦安新材盘后公布的一日榜数据显示,龙虎榜资金净卖出6564.24万元。卖方出现了4家机构专用席位,合计卖出1.03亿元。
资料显示,悦安新材主要从事羰基铁粉、雾化合金粉等金属粉末及相关制成品业务。公司产品主要包括羰基铁粉系列产品、雾化合金粉系列产品、软磁粉系列产品、金属注射成型喂料系列产品、吸波材料系列产品。
据悉,吸波材料在国防、军事等领域发挥着重要作用。在国防军事领域,使用羰基铁粉所制成的吸波材料是应用最广泛的雷达吸收剂之一,作为各类武器装备的涂覆材料可产生隐身的效果。此外,以羰基铁粉为原材料制成的吸波材料是目前性能最好、应用范围最广的一种吸波材料。
东兴证券张天丰在7月25日发布的研报中表示,吸波材料是羰基铁粉下游具有增长前景的应用细分领域之一。根据数据预测,至2025年及2028年全球吸波材料市场规模或分别达到92亿美元及113亿美元,2020-2025年该市场的年均复合增长率将达到6.3%-8%,2022-2028年的CAGR将升至9.2%。
悦安新材目前在建年产6000吨羰基铁粉等扩建项目、增产2000吨羰基铁粉等系列产品技改扩能项目以及年产4000吨高性能超细金属及合金粉末扩建项目。
此外,2015年前巴斯夫羰基铁粉产品占全国市场份额近80%,而当前国内自产羰基铁粉产品市占率已升至90%。国内羰基铁粉生产主要集中于六家,分别是悦安新材、江苏天一、吉林卓创、陕西兴化化学、江油核宝纳米材料及金川集团,其中悦安新材产量占国内羰基铁粉供给量高达35.5%。
据悉,软磁粉是公司量产最大的产品之一,软磁材料包括软磁粉芯。软磁粉芯等软磁材料作为电感和变压器的核心材料被广泛运用于逆变器中。逆变器是一种电源转换装置,广泛运用于光伏、风电、轨道交通、新能源车等高科技领域。
东亚前海证券李子卓在7月28日发布的研报中表示,悦安新材是微纳金属粉末领先制造商,业绩表现持续亮眼。产业链下游应用领域广阔,公司有望受益于粉末制成品市场的持续扩张。未来光伏、国防等高景气板块持续渗透有望带动公司盈利高增。根据盈利预测与估值测算,预计2022年归母净利润同比增速为20.19%。
悦安新材于2021年8月26日上市,为科创板远端次新股,值得注意的是,近半年获机构研报密集覆盖。
吸波材料十大排名
纳米吸波材料资料如下:
纳米吸波材料是指由特征尺寸在1~100nm的材料生产的吸波材料。
纳米材料是指特征尺寸在1~100nm的材料。纳米材料由于其自身结构上的特征而具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应,因而与同组分的常规材料相比,在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能,在微波吸收方面显示出很好的发展前景。
吸波材料是指能够吸收投射到它表面当今电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为其他形式的能量的一类材料。
纳米吸波材料的主要种类:纳米铁氧体及其复合物吸收剂;纳米金属吸收剂;纳米陶瓷吸收剂;纳米导电聚合物吸收剂。除了以上几种纳米吸波材料外,目前应用和研究较多的还有手性吸波材料和盐类纳米吸收剂等。