致谢 25

参考文献 26

第一章绪论

1.1研究背景及内容

在21世纪的现代社会，通信技术发展迅速，人们对电脑、手机等的使用日益频繁，也因此导致了电磁波辐射问题日益严峻。实际上，电磁波辐射被认为是对生物系统，信息安全和电磁兼容的潜在威胁，是继大气污染、水质污染和噪声污染后的的第四大公害。此外，吸波材料在军事领域也有广泛应用，战斗机、战舰等的隐身技术就与吸波材料有关。为解决电磁波辐射带来的一系列问题，高效吸波材料的使用也许是一种有效的方法。而在微波吸收领域，对吸波剂的研究一直是研究的热点。铁氧体是目前研究及使用都较为成熟的一种传统吸波剂，原料广泛，成本低，但其质量以及吸收厚度限制了铁氧体的使用。纳米材料是近年来新兴起的新型吸波材料之一，因其小尺寸效应、量子尺寸效应等而具有一些宏观材料没有的独特吸波特性，是一种具备巨大发展潜力的吸波材料。在这种情况下，将铁氧体制成复合纳米纤维也许是一个能够改善铁氧体吸波性能的可行办法。当前，静电纺丝技术是用于制备纳米纤维的最广泛有效的方法之一。本次实验主要对象是传统吸波材料中的铁氧体吸波材料，研究制备铁氧体复合纳米纤维的改性方法对铁氧体电磁特性和吸波性能等的影响。

1.2吸波材料

1.2.1吸波材料的定义

吸波材料是指对入射到材料表面上的电磁波，能够将电磁波能量转换为热能或利用电磁波干扰将其损耗或吸收，从而减少电磁波干扰的一类材料[1,2]。按照成型工艺和承载能力不同，吸波材料可以分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料。按材料损耗机理，可以将吸波材料分为电阻型，电介质型和磁介质型。按吸波原理不同，吸波材料还可以分为吸波型和干涉型。按研究时期区别，吸波材料分为传统吸波材料和新型吸波材料。传统吸波材料包括金属微粉，石墨，铁氧体，钛酸钡、碳化硅，导电纤维等。新型吸波材料包括纳米材料，导电高聚物，手性材料，多晶铁纤维吸波材料等。吸波材料的性能很大程度上取决于吸波剂的损耗吸收能力，吸波剂种类的不同，吸波性能也会有很大的差异。因此，想要提高吸波材料的吸波能力，对吸波剂的研究是重中之重。

1.2.2吸波材料的分类

(1)涂覆型和结构型涂覆型是利用粘结剂和吸波剂混合制成吸波涂层并涂覆在材料表面的一类吸波材料。其优点是适用于具有复杂表面的材料，并且不需要改变原有材料的结构。而涂覆型吸波材料的缺点则是易腐蚀和强度较低。结构型吸波材料同时具有承载和吸波的作用，克服了涂覆型吸波材料强度低和易受腐蚀的缺点。结构型吸波材料本身具有高强度结构，刚度高，质量轻，但是其加工工艺复杂，成本较高。

(2)电阻型，电介质型和磁介质型[3]碳化硅纤维、导电高聚物、石墨等属于电阻型吸波材料，主要利用材料的电阻衰减电磁能；BaTiO3之类属于电介质型吸波材料，其机理为介电极化驰豫损耗；铁氧体、磁性金属粉、多晶铁纤维等则属于磁介质吸波材料，依靠磁滞损耗和铁磁共振吸收电磁波。

(3)吸波型和干涉型

吸波型的吸波材料是利用材料将电磁波转化为热能来实现对电磁波的吸收，而干涉型吸波材料则是应用尺寸效应(四分之一波长匹配理论)利用电磁波在材料上下表面上的反射干涉相消，减少电磁波反射，从而实现对电磁波的损耗。庞永强等[4]用矢量网络分析仪检测Fe-Co合金/石蜡和中空碳纤维/石蜡样品的电磁参数，并用来模拟单层吸波材料的反射损耗。结果表明Fe-Co合金吸波机理为损耗型，中空碳纤维材料损耗机理为干涉型，且Fe-Co合金吸收带宽优于中空碳纤维材料。