新型纳米吸波涂层材料的研究

子上，在跃迁过程中要克服一定的势垒，但不能脱离这4个硅原子组成的小区域，因此，这个电子也可以称为"准自由电子"。在电磁场中，这种"准自由电子"的位置随着电磁场的方向而变化，导致电子位移，"准自由电子"从一个平衡位置跃迁到另一个平衡位置，要克服一定的势垒，从而运动滞后于电场，出现强烈的极化弛豫，这种极化弛豫是损耗电磁波能量的主要原因。

研究表明，Si/C/N，它不仅具有耐高温、质量轻、韧性好、强度大、吸波性能好的优点，而且热稳定性好、使用温度范围宽（室温到1000℃均可使用）、用量少、介电性能可调，还可以有效地减弱红外辐射信号。Si/C/N和Si/C/N/O纳米吸收剂不仅在厘米波段，而且在毫米波段都有很好的吸收性能。

这种纳米Si/C/N吸收剂具有以下优点。

⑴介电性能可调，可以控制的范围分别为ε＇:1～32；ε〃:0～25；ε〃/ε＇:0～2。

⑵高温稳定，在700℃高温下热处理10h，微观结构和性能无任何变化。

⑶使用温度范围宽，在室温和高温下均可使用，最高使用温度可达l000℃。

⑷高温反射率稳定，经实际测试，吸波材料在300℃、500℃、700℃时的反射率曲线与室温时的反射率曲线几乎完全一致，反射率随温度的变化很小。

⑸用量少，在基体中掺入3％～10％（质量分数）的吸收剂即可达到好的吸波效果。

⑹介电常数随频率的升高有一定程度的降低，有利于增加吸收频带的宽度。

3.6纳米导电高分子吸波材料

导电聚合物是一类电损耗型吸波材料，主要有聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺等，其吸波性能与导电聚合物的介电常数、电导率等密切相关，结构特点是具有共轭大π键体系。这类化合物的电磁参量主要依赖于高聚物的主链结构、室温电导率、掺杂剂性质、掺杂度和合成方法等因素。导电高聚物的电导率可在绝缘体、半导体和金属态范围内变化，不同的电导率呈现不同的吸波性能，导电高分子经掺杂后，由于在共轭链与掺杂剂之间发生电子转移而产生新的载流子，如孤子、极子或双极子，这类偶极子的存在和跃迁使其电导率剧增，故呈现出较好的吸波性能。而其电导率的大小取决于导电高分子的分子链长及分子结构对偶极子的约束力，通常高分子链越长，结构规整性越高，导电性就越好。研究结果表明，导电高分子的电导率在10－5～10－3S/cm范围即呈半导体态时，有较好的吸波效果。研究发现，纳米导电聚合物的磁损耗较非纳米导电聚合物的磁损耗有了较大的提高。

纯的共轭高聚物电导率并不高，最高不超过10－3S/cm，且大部分小于10－7S/cm，但是与无机吸收剂复合后，却能获得较好的导电与吸波性能；复合型导电高分子吸波材料是由高分子材料与导电物质以均匀复合、层叠复合或形成表面膜等方式制得。主要由以下几部分组成：有机高分子物质主要有橡胶类、树脂类、乳液类、聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩等；导电物质主要有金属、非金属类及氧化物类等填料；掺杂剂有盐酸、浓硫酸、三氯化铁及其它有机物等。由于导电高分子吸波材料具有密度小、电磁参数可调、兼容性好、成本低、可选择的品种多，故有望发展成为一种新型的轻质、宽频带吸波材料。美国已研制出一种由导电高聚物与氰酸盐晶须复合而成的吸波材料，其具有光学透明特性，可以喷涂在飞机座舱盖、精确制导武器和巡航导弹的光学透明窗口上。导电高分子密度较小，一般为1.0～2.0g/cm3，机械加工性能良好，中低温稳定性较好，在电损耗型吸波材料中具有广阔的发展前景。

4、展望

综上所述，纳米吸波材料具有优异的吸波性能，兼有频带宽、多功能、质量轻及厚度薄等特点，对微波和红外皆有极好的吸波效果，还能与结构复合材料或结构吸波材料复合，是一种极具发展潜力的高性能吸波材料。高度的军事敏感性和技术保密性，使得高性能吸波介质研究和应用情况的资料很难收集。但是，世界各国都在竞相开发高性能的吸波材料。在未来战争中，只适合一二个相应频段的吸波介质，将很难对今后的探测系统具有实战意义，纳米吸波材料在不久的将来有望发展成为能兼顾毫米波、厘米波、米波、可见光、红外等多波段电磁隐身的多频谱吸波材料。