掺杂复合铁氧体吸波材料的制备(2)
1.2吸波材料的原理及评价方法
吸波材料：是指能够有效地吸收入射电磁波，并通过能量转换将电磁能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。一般由基体材料和吸收介质复合而成[2]。由于各类材料的化学成分与微观结构不同，吸波机理也不尽相同,但都满足基本的条件：1）最大限度的使入射电磁波进入到吸波材料内部，减少电磁波的直接反射；即要使反射系数R趋于零,即吸波材料阻抗和自由空间阻抗在尽可能宽的频率范围内保持近似相等。
根据线性传输理论，可以计算材料的反射损失。
R (dB)= 20lg|(Zin—1)／(Zin+1)| (1)
Zin=(μr/εr)^0.5tanh[j(2πfd/c)(μrεr)^0.5（2）
式中：吸波材料反射系数记为R；Zin为自由空间和材料界面的输入阻抗，εr是复电容率，μr是吸收剂的复磁导率。F是FM波在自由空间的频率，d是吸收剂的厚度，c是自由空间的光速。[3]
2）吸波材料对入射电磁波能产生有效吸收或衰减，即产生电磁损耗，使电磁波能量转化为热能或其他形式能，从而使电磁波在介质中被最大限度地吸收。吸波材料的电损耗正切角tanδe=ε＇/ε",磁损耗正切角tanδm=μ＇/μ"，电磁波在介质中传播并入射到材料表面时，如果材料的波阻抗与电磁波介质的波阻抗达到相匹配的状态，则电磁波无损耗。事实上，这种情况只存在于理想状态下，实际情况下一般表现为不完全匹配。这种不匹配的系数越大，反射系数就越大。当电磁波透过材料的表面，进人材料内部，材料的介质损耗和磁滞损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量。材料复介电常数μ"和复磁导率ε"越大，对电磁波的吸收就越强。[4]
1.3吸波材料的分类
吸波材料有多种分类方法，按其成型工艺和承载能力可分为涂覆型和结构型。(1)涂敷型吸波材料是将粘结剂与金属或合金粉末、铁氧体粉末、导电纤文等吸波剂混合后形成吸波涂层。(2)结构型吸波材料则同时具有承载和吸波的双重作用，可成型成各种形状复杂的部件，具有涂敷材料无可比拟的优点。吸波材料又可分为吸波型和干涉型[6]。(1)吸波型是利用材料本身对电磁波的吸收作用。(2)干涉型吸波涂层是按电磁波相干原理设计的，这需要精心选择涂层材料，控制涂层的厚度[5,6]。吸波材料又可按吸波机理分为电磁损耗型吸波材料，磁损耗型吸波材料，其他损耗型吸波材料。
常用的吸波材料有铁氧体吸波材料、金属超细微粉吸波材料、多晶铁磁性金属纤文、电解质陶瓷吸波材料、导电高分子吸波材料、手性吸波材料。[7]
1.4铁氧体吸波材料
1.4.1铁氧体吸波材料及其原理
铁氧体是各种具有铁磁性金属氧化物的总称，是一种应用很广泛的电磁波吸波材料，因其电阻率高，在高频下具有较高的磁导率，因而在吸波材料上取得广泛的应用，特别是在VHF／UHF频段，铁氧体材料仍为吸收剂的首选[8]。它同时具有磁闭共振损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗等特性等优点。但是高温特性差，面密度较大成为其主要缺点。
铁氧体有三种不同的晶体结构：尖晶石型、磁铅石型、石榴石型。其中吹冰角晶系磁铅石型铁氧体吸波性能最好。主要是因为吹冰角晶系磁铅石型铁氧体具有片状结构，而片状结构是吸收剂的最佳形状；其次吹冰角晶系磁铅石型铁氧体具有较高的磁晶各向异性，等效场而具有较高的自然共振频率。[11]
1.4.2 吹冰角铁氧体
自从1950s发现以来，人们对于吹冰角铁氧体的关注与日俱增，由于其电磁性能而广泛用于多种领域，是重要的商业材料和科技材料。除了作为永磁体，其也作为磁记录材料和数据存储材料，作为电子仪器的一部分，主要用于微波段（GHz）工作的电子仪器中。