铁氧体吸波材料

铁氧体是氧化物软磁性材料的总称，主要分为尖晶石系、六方晶系和石榴石系三类，吸波机理主要归结为磁滞损耗和自然共振损耗。成分不同的铁氧体其电磁参数亦不同；即使成分相同，其电磁参数也可能因显微组织不同而有所差异。铁氧体吸波材料是研究较多且比较成熟的吸波材料，已广泛应用于隐身技术领域，如B2隐身轰炸机的机身和机翼蒙皮外层都涂敷有镍钴铁氧体吸波材料，其具有吸收强、频带宽及成本低等特点。但以铁氧体为吸收剂的吸波材料也存在一定的缺陷，如高温特性差、涂层厚、面密度较大等。与此同时，各种吸波材料只有在厚度匹配的情况下才能对匹配频率实现无反射吸收，电磁参数匹配难度较大，不利于提高吸波性能和扩展吸收频带，从而限制了其应用。

近年来，通过改变铁氧体的化学成分、粒度分布、颗粒形貌、复合物中的混合量和表面处理技术来改善铁氧体的吸波性能成为研究热点之一。Zhang等利用直流电弧等离子法制备了碳包覆镍颗粒的纳米胶囊，在2～18GHz频段内测试了材料的吸波性能，结果表明复合颗粒具有很好的吸波性能，在2mm的匹配厚度下反射损耗峰值可达－30d B。Che等采用化学气相沉积法制备了Co Fe2O4修饰的碳纳米管复合粒子，在2～18GHz内的吸波结果表明复合粒子的吸波性能比Co Fe2O4或碳纳米管单组分材料的吸波性能大幅度提高。近几年来，化学镀镍磷、钴磷和镍钴磷软磁合金工艺逐渐在吸波材料的研制中受到关注。鉴于六角晶磁铅石型铁氧体和铁磁性软磁金属或合金都是大损耗的磁性电磁波吸收材料，并且两者的电磁性能具有很好的互补性，把两者有效复合起来能创造出软硬磁复合高效吸波剂。潘喜峰制备了钴基金属包覆锶铁氧体复合粉末，并对其吸波性能进行了研究，结果表明锶铁氧体的表面相对比较纯净光滑，而镀覆后的粉末表面明显由很多非常细小的纳米级颗粒组成，表面比较粗糙。研究表明，当合金镀层结构为晶态时，在合适的镀层厚度下复合粉末具有优异的吸波能力，其反射损耗峰值可低于－40d B，明显低于电、磁复合型核壳吸波材料的－30d B，显微组织如图4-9所示。

图4-9 锶铁氧体复合粉末显微结构

（a）锶铁氧体 （b）钴磷合金镀液 （c）钴镍磷合金镀液 （d）镍盐相对量增加的钴镍磷合金镀液