第38卷第6期 赵秀芬,等.橡胶吸波材料研究进展 ・45・
橡胶和炭黑,以提高电磁波吸收体的力学性能。 S Kolev等… 人将纳米级Fe O 粒子与传
统的微米级铁氧体填料填充在硅橡胶中,采用
Hewlett Packard 8756A微波标量网络分析仪对
1~13GHz频率范围内不同填充密度的电导率 和磁导率进行了测试,纳米级粒子填充的橡胶
材料具有较好的吸波效果。 Moon Suk Kim_l 将球磨后的片状Feq4一
Si Cr 与硅橡胶按照5:1的比例混合,制成不 同厚度的同轴样片,采用HP 8510C矢量网络
分析仪进行测试。结果表明,该橡胶材料在L
波段和S波段具有较好的吸波效果,1.6mm时 1.85GHz处台邕达至0—8.7dB。 目前,国外已有类似产品投放市场,例如日 本的TDK公司、美国的Emerson&Cuming公司
等。日本大同特殊钢株式会社最早采用FeCr 系列电磁不锈钢扁平粉末与聚氨酯橡胶混合热 压成薄片,制得柔性橡胶材料,吸收频段在几百
MHz的最大衰减达到一20 dB。为了满足微波 通讯中波导阻抗匹配和调制放大中耦合器的需
要,大同特殊钢株式会社又研制了将Fe cr。Al
软磁金属粉末(平均粒径15 m)加入聚氯乙
烯中轧制成薄板,该材料可根据不同频率的需 要调节合金粉末的填充率和板的厚度,满足10
~28 GHz频段的最大衰减率。接着,又研制成
功多种耐热薄片(称为DPR-HT,-HTY,-HTZ), 由金属粉末(FeSiA1)与橡胶混合,然后轧制成
厚度为100~200 m的薄片,或直接液化成浆 料涂在器件上专吸电磁波,使用温度可达 100 ̄C以上[13]。
2.2国内研究现状 华中科技大学的冯则坤等 J,采用M型六
角晶系铁氧体材料与橡胶复合制成宽频带薄型 橡胶吸波材料,通过合理组合制成金字塔型的
多层复合吸波材料,当总厚度在20 mm时,可 在2~18 GHz范围内实现反射率≤一10 dB。
何燕飞等 人将磁性金属合金粉末添加到氢 化丁腈橡胶中并对其硫化特性进行了研究,考
察了硫化对反射率的影响,石墨添加量对拉伸
强度、硬度、反射率的影响。 哈尔滨工业大学的谭延江等u 人采用乙
烯基三甲氧基硅烷偶联剂对羰基铁粉94RC进 行表面包覆改性,制备了不同厚度的改性羰基 铁粉-氯丁橡胶复合薄膜。试验结果表明,单层
复合薄膜厚度为1.58 mm、面密度为3.3 kg/m
时,吸收率超过一8 dB的合格带宽达到5.2 GHz,增加单层膜的厚度可以使最大吸收峰向
高频方向移动,并使吸收频带变宽。根据电磁 波传播特性和阻抗匹配原理设计并制备了由透
波层、过渡吸收层、强磁损耗层组成的厚度0.64
mm、相对密度0.71 kg/m 的三层复合薄膜,其 最大吸收率为一13.45 dB,吸收率超过一8 dB 的合格带宽5.51 GHz。
北京化工大学的李淑环等¨刮人,以甲基乙
烯基硅橡胶为基体,分别研究了锶铁氧体和羰 基铁粉两种磁性填料的不同用量对吸波橡胶的
吸波性能和力学性能的影响。结果表明,随着
填料用量的增加,铁氧体和羰基铁吸波材料的 反射率表现出相同的变化趋势,吸波峰向低频
方向移动,且力学性能逐渐下降。铁氧体具有 吸波强度高、吸收频带宽的特点,适用于高频雷
达波X,Ku波段;而羰基铁的吸波强度相对较
低,吸收频带也较窄,比较适合低频吸收S、C 波段。
南京工业大学的冯永宝等 人,研究了羰
基铁/三元乙丙橡胶复合材料的吸波性能。采 用矢量网络分析仪对2.6—18 GHz频率范围内
羰基铁的含量和吸波材料厚度对吸波性能的影
响,进行了研究并利用电磁理论分析了吸波材 料的吸波性能。对于3 mm厚的吸波材料,当
羰基铁体积分数为45%时,在3.5 GHz处其反
射率的最小值达一21.7 dB;在相同厚度下,随 着羰基铁含量的增加,吸波材料在电磁波吸收
峰处的反射率不断减小,而且吸收峰也向低频 方向移动,输人阻抗与空气阻抗越接近,吸波材 料的性能越好。徐一可等_】 人,将用机械合金
化方法制备的FeSiA1合金粉末与三元乙丙橡
胶混合,研究了其电磁性能。
目前国内橡胶吸波材料生产的厂家一般都 是代理国外产品,或者由国外相关公司提供技 术,无论是在吸收剂的研发、生产与供应环节,
还是在橡胶制品的生产环节我们都处于相对较 低的水平,还需要相关科研工作者的努力,使得
橡胶吸波材料不仅在军事上得到广泛的应用,
在民用通讯、抗电磁干扰、防辐射等领域都得到 较大的发展。
・46・ 世界橡胶工业 2011
3 结 语
橡胶吸波材料有着非常广阔的发展空间,
需要更新颖的思路促进其发展。 (1)开发高效能吸收剂,例如片状非晶.纳
米晶磁性金属、导电聚合物、手性材料、等离子 隐身材料等,能够在不增加柔性吸波橡胶厚度
的基础上达到较好的吸收效能,以便应用于微
型元器件的防护; (2)对于多层吸波橡胶可以采用电磁参数
渐变的方式以增加其吸收效果,也可以采用形
状渐变的方式(例如金字塔型),当然,还可以 将电磁参数渐变与形状渐变结合起来,得到具
有较好吸波效果的材料; (3)将吸波性能与吸声、导热、力学性能等
综合起来,集中在同一个橡胶基体中;
(4)拓展吸波频段,毫米波、厘米波、红外、 可见光兼容,中低频长波段范围内强吸收,也可
专门针对某一频段超强吸收。
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收稿日期:2010-05-07 叫 引 口 l
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