Microwave Absorption Peaks Signatures of Spin Dynamics in Cuprates

基于强扰动理论的蜂窝结构等效电磁模型研究赵雨辰;万国宾【摘要】提出了一种基于强扰动理论的宽频带内蜂窝结构的等效电磁模型.在雷达工作频段2～18 GHz范围内,通过传输反射法提取了蜂窝结构的等效电磁参数,进而对基于强扰动理论的等效模型进行了修正,建立了宽频带内蜂窝结构的等效电磁模型,并在不同情况下详细分析了等效模型的准确性.仿真结果表明:在蜂窝孔径较小时,所提出的等效模型能够较为准确地预测蜂窝结构的等效电磁参数,对于较大的蜂窝孔径,等效模型依然能够准确预测频率较低时的等效电磁参数,而随着频率的升高,蜂窝结构等效电磁参数随频率的变化趋势较低频时发生改变,需要进一步修正强扰动理论中的相关项部分.【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2013(028)002【总页数】6页(P321-326)【关键词】蜂窝结构;等效电磁模型;强扰动理论;宽频带【作者】赵雨辰;万国宾【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】O441引言吸波材料的多功能化是国内外研究的热点之一，在军事和民用领域都有十分重要的应用价值.与早期的吸波材料相比，兼具吸波性能和承载功能的新型轻质多功能吸波结构已经成为了吸波材料研究中的主要方向[1].蜂窝结构复合材料不仅能够较大幅度地减少材料的使用量，而且具有优良的力学与电磁学性能.这些优点使得蜂窝结构复合材料在飞行器雷达隐身设计中占有重要的地位.然而蜂窝结构本身几何结构的复杂性往往会降低雷达吸波材料多功能化设计的效率.相比于实物测试[2]和全波分析[3]，一种更为方便快捷的方法是将蜂窝结构等效为一定参数的平板模型[4].这样既不需要制作多个实物进行测试，又可以避免全波分析中复杂的理论推导和数学建模，对提高多功能复合吸波材料的设计效率具有重要的意义.国内外许多学者都对蜂窝结构的等效电磁模型进行了深入的研究.赵伯琳[5]采用介质波导理论导出了蜂窝结构吸波材料的特征方程，并指出宽频带内蜂窝结构的等效电磁参数具有色散特性.Quievy等[6]同样根据波导理论研究了填充有吸波泡沫的金属蜂窝的吸波特性.Smith[7]通过使用时域有限差分法计算了蜂窝结构的反射系数，进而提取并分析了不同情况下等效电磁参数的变化趋势.Johansson等[8]和张永杰等[9]使用有限元法得到了蜂窝结构的宏观电磁参数，并指出Hashin-Shtrikman(HS)理论可以很好地描述蜂窝结构的等效电磁参数，而且HS上下界分别适用于不同的情况.贾宝富等[10]以及何燕飞等[11]将蜂窝孔简化为横截面为圆形的纤维，采用强扰动理论推导了蜂窝结构吸波材料等效电磁参数的表达式并研究了不同结构参数时的吸波性能.总体来说，现有研究一方面表明了蜂窝结构等效电磁参数具有色散特性，另一方面也给出了诸如HS上下界等方便使用的等效模型，但却没能将两者结合起来，提出能在宽频带内描述蜂窝结构等效电磁参数色散特性的闭式数学表达式.强扰动理论是一种解决该问题的可供选择的方法.强扰动理论开始主要用来解决颗粒混合媒质的问题[12]，进而又被用来描述结构型吸波材料的等效电磁参数[10-11,13].对比两类研究可以发现，在描述结构型吸波材料的电磁参数时，以上文献都是在长波长近似下，忽略了相关项的影响，从而得到了与频率以及结构单元尺寸无关的等效电磁参数的闭式表达式，而在描述颗粒媒质的等效电磁参数时，考虑了相关项后，所得的表达式则能够反映频率以及颗粒尺寸的影响[14].本文旨在建立宽频带内蜂窝结构的等效模型.通过建立蜂窝结构的仿真模型，在雷达工作频段2～18 GHz的频率范围内采用传输反射法提取了蜂窝结构的等效电磁参数.其次对强扰动理论进行了简要的推导，通过对强扰动理论中的相关项进行修正，建立了能够描述蜂窝结构等效电磁参数色散特性的等效模型，并在不同情况下对等效模型的准确性进行了验证，且当等效电磁参数的色散特性发生变化时，采用优化算法进一步修正了强扰动理论中的相关项部分.最后对全文进行了总结.1 蜂窝结构等效电磁参数提取图1 蜂窝结构模型图1为蜂窝结构的示意图，蜂窝孔为正六边形，y方向的尺寸为r.单个蜂窝孔由骨架材料包围芯体材料构成，骨架的厚度为w.虚线框所示为蜂窝结构仿真模型所采用的单元结构. 通过仿真计算可以得到蜂窝结构的传输反射系数，即S11和S21参数.根据传输反射法，蜂窝结构的等效电磁参数可由S参数表示为[15]ε=n/z ; μ=nz;(1)(2)(3)式中： d是蜂窝材料厚度； k是自由空间波数； n和 z分别是蜂窝材料的折射率和波阻抗.在宽频带内使用传输反射法时，需要处理算法中的多值性[16].在雷达工作频段内高次模均为衰减模的条件下，取骨架材料的介电常数和磁导率分别为4和1，芯体材料的介电常数和磁导率分别为12-j1和3-j1，其中j为虚数单位，并保持两种材料的占空比不变，即w=0.1r，可得蜂窝结构等效介电常数随频率以及蜂窝孔尺寸r的变化趋势，如图2所示.图2 r不同时等效介电常数的色散特性从图2可知，蜂窝结构等效介电常数是具有色散特性的，并且其色散特性受到蜂窝孔尺寸的影响.等效磁导率具有相同的变化规律.由以上分析可以看出，蜂窝结构的等效模型应具备反映其等效电磁参数色散特性的能力，仅由各组分材料的电磁参数和占空比是不能够在宽频带内准确描述蜂窝结构等效电磁参数的.2 基于强扰动理论的等效模型根据强扰动理论，若定义随机媒质的等效本构张量为Ceq，则其表达式为[14](4)式中: R是相关项； Cg是随机媒质的静态等效本构张量.Cg可以展开为(5)式中：εg和μg分别表示静态介电常数张量和静态磁导率张量； Ceq也可以展开成类似的形式.当频率为0时，即长波长极限条件下，不存在相关项的影响，则可得Ceq=Cg，(6)上式表明，Cg代表了频率为0时随机媒质的等效本构张量.若假设混合媒质由N 种成分组成，则其静态等效本构矩阵可由下式表示为(7)此时强扰动理论退化为Bruggman理论，即强扰动理论的零阶近似，也就是文献[10]～[11],[13]所采用的等效模型.式中εi、μi 、 vi、Li 分别是混合媒质中第i种单质的介电常数张量、磁导率张量、占空比以及退极化张量.蜂窝孔可以等效为横截面为圆形的一致取向的纤维材料，并且由于骨架材料与芯体材料的取向一致，两者退极化张量相同.一致取向纤维的退极化张量L表示为(8)当不满足长波长极限时，相关项的影响不能忽略，而相关项反映了等效介电常数εeq与频率以及系统结构尺寸的关系[14]，因此在宽频带内建立蜂窝结构等效模型的关键是计算式(4)中的积分部分，即体现相关项R影响的部分.目前并没有针对蜂窝结构等效模型中相关项部分的研究，因此，本文给出了其经验公式.参考文献[14]，宽频带内蜂窝结构的等效介电常数可以表示为：(9)式中:等效模型在长波长极限下取HS理论的预测值，记为表示取共轭; g(kgai)是影响等效电磁参数色散特性的核心部分，是波数kg以及各组份材料尺寸a的函数，其一般表达式为g(kgai)=Akgai+B(kgai)2+…，(10)式中，A、B等为待定系数.骨架材料和芯体材料的尺寸分别为w以及r-w.类似可得等效磁导率的表达式.3 等效模型的验证和修正3.1 等效模型的验证在不同情况下对所建立的等效模型进行验证.首先以图2中r=2 mm，w=0.2 mm 的蜂窝结构为例，骨架材料的介电常数和磁导率分别为4和1，芯体材料的介电常数和磁导率分别为12-j1和3-j1，属于骨架材料电磁参数较小而芯体材料电磁参数较大的情况，经验公式中B取0.25-j0.125，其余系数为零.等效模型的效果如图3所示.从图中可以看出，所建立的宽频带内蜂窝结构等效模型能够较为准确地描述其等效介电常数随频率的变化趋势.进而保持骨架材料和芯体材料的电磁参数和占空比不变，对r=1 mm，w=0.1 mm和r=4 mm，w=0.4 mm的情况进行验证，如图4所示.图3 r=2 mm时等效模型的验证图4 r=1 mm和4 mm时等效模型的验证由图4可知，当蜂窝孔尺寸较小时，等效模型能够较为准确地预测蜂窝结构的等效介电常数，而当蜂窝孔尺寸较大时，在频率较低的情况下，等效模型的准确性依然较高，但当频率进一步增大时，等效介电常数随频率的变化趋势较低频时平缓，此时原等效模型已经不能准确预测蜂窝结构的等效介电常数，需要进一步对等效模型中的g(kgai)项进行修正.图5研究了骨架材料电磁参数较大的情况，其中蜂窝结构的单元尺寸分别取r=2 mm，w=0.2 mm和r=4 mm，w=0.4 mm，骨架材料的介电常数和磁导率分别为24-j1和3-j1，芯体材料的介电常数和磁导率分别为6-j0.2和1，经验公式中B 取0.4-j0.2，其余系数为零.图5显示等效模型在蜂窝孔尺寸较小时能够较为准确地预测蜂窝结构的等效介电常数，而当蜂窝孔尺寸较大但频率较低的情况下，等效模型能够较为准确地反映等效介电常数的色散特性，但当频率进一步增大时，预测值与实验值的偏差较大.以上的几个算例对应于蜂窝孔内填充吸波泡沫等材料的情况，而另一种具有实际价值的例子是蜂窝壁上涂覆一层吸收剂，其结构如图6所示.图5 骨架材料电磁参数较大时等效模型的验证图6 涂覆吸收剂的蜂窝结构模型对于这种情况，计算时先使用式(9)计算由吸收层包围空气组成的较小的蜂窝结构的等效电磁参数，进而将所得到的等效电磁参数与骨架材料的电磁参数再代入式(9)即可得到整个结构的等效电磁参数[10-11].分别取r=2 mm和r=4 mm，并保持w=0.1r，d=0.3(r-w)不变，骨架材料和吸收材料的电磁参数与图3实验相同，经验公式中B取0.5-j0.167，其余系数为零.等效模型的效果如图7所示.从图7中可以发现，等效模型对于涂覆型蜂窝结构是适用的，但当蜂窝孔尺寸较大且频率较高的时候，等效模型同样不能够准确描述等效介电常数随频率的变化趋势.图7 涂覆型蜂窝结构的等效模型验证3.2 相关项部分的修正以上的验证分析一方面说明强扰动理论是建立宽频带内蜂窝结构等效电磁模型的有效方法，另一方面也显示现有相关项部分的经验公式并不足以描述所有情况下蜂窝结构等效电磁参数的色散特性，特别是当蜂窝孔尺寸较大且频率较高的时候.因此，本小节通过优化算法对相关项的修正进行了初步的讨论.以图4中r=4 mm的蜂窝结构为例，g(kgai)分别取式(10)中的前三项和第二项，记为g1(kgai)和g2(kgai).在2～18 GHz内选取一定数目的参考频点，定义优化算法的适应度函数为这些参考点处等效模型预测值与实验值之差的绝对值之和，进而通过运行优化算法即可得到相关项中的各个待定系数.g1(kgai)和g2(kgai)的逼近效果如图8所示.其中，优化算法以2 GHz为起点，间隔1 GHz选取一个参考点，共17个参考点.运行优化算法可得g1(kgai)的待定系数分别为-0.318 7-j0.476 1、1.602 5-j0.156 9、-0.312 2+j0.008 7，g2(kgai)中的待定系数为0.631 8-j0.150 6.由图8可知，当蜂窝孔尺寸较大时，g(kgai)取更多的项等效模型的逼近效果越好，说明此时所对应的相关项的表达式更为复杂.而蜂窝结构等效电磁模型中相关项部分更一般的闭式表达式还有待进一步研究.图8 g1和g2 的逼近效果比较4 结论本文基于强扰动理论，对宽频带内蜂窝结构的等效电磁模型进行了研究，得到以下结论：1) 强扰动理论是建立宽频带内蜂窝结构等效电磁模型的有效方法，其中的相关项是影响等效模型色散特性的核心部分；2) 当蜂窝孔尺寸较小或者蜂窝孔尺寸较大但频率较低时，本文所建立的等效模型能够较为准确地预测不同情况下蜂窝结构的等效电磁参数；3) 当蜂窝孔尺寸较大且频率较高时，蜂窝结构等效电磁参数的色散特性会发生变化，需要进一步修正强扰动理论中的相关项部分.参考文献[1] 陈明继, 裴永茂, 方岱宁. 夹心型雷达吸波结构的多目标优化[J]. 应用数学和力学, 2010, 31(3): 315-323.CHEN Mingji, PEI Yongmao, FANG Daining. 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铁氧体吸波材料的研究进展物理科学与技术学院凝聚态物理罗衡102211013摘要：铁氧体吸波材料是既具有磁吸收的磁介质又具有电吸收的电介质，是性能极佳的一类吸波材料。

本文对铁氧体吸波材料的工作原理、研究进展作了系统的介绍，并指出了铁氧体吸波材料的发展趋势。

关键词：铁氧体吸波材料研究进展0 引言近年来，随着电磁技术的快速发展，电磁波辐射也越来越多的充斥于我们的生活空间，电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。

如电磁波辐射产生的电磁干扰(EMI)不仅会影响各种电子设备的正常运行，而且对身体健康也有危害。

在军事高科技领域，随着世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强，陆，海、空各军兵种军事目标的生存力，突防能力日益受到严重威胁；作为提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段之一的隐身技术，正逐渐成为集陆、海、空、天、电、磁五位一体之立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术手段。

目前一般采用的手段是利用电磁屏蔽材料的技术，来进行抗电磁干扰和电磁兼容设计，但是屏蔽材料对电磁波有反射作用，可能造成二次电磁辐射污染和干扰，所以最好的解决办法是采用吸波材料技术，因为吸波材料可以将投射到它表面的电磁波能量吸收，并使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量消耗而不反射[1-3]。

用于隐身技术的雷达吸波材料已达十几种之多，与透波材料相比，吸波材料研究得更为成熟，其中应用较广的几类吸波材料有铁氧体、金属微粉、纳米吸波材料、导电高聚物和铁电吸波材料等。

在众多吸波材料中，磁性吸波材料具有明显优势，而且将是主要的研究对象。

磁性吸波材料主要包括铁氧体、超细金属粉、多晶铁纤维等几类。

其中金属吸收剂具有使用温度高、饱和磁化强度和磁损耗能力大等特点，但也存在一些自身的缺点：如频率展宽有一定难度，这主要是由于其磁损耗不够大，磁导率随频率的升高而降低比较慢的缘故；化学稳定性差；耐腐蚀性能不如铁氧体等[4]；而对于铁氧体来说，除了具有吸收强、吸收频带宽、成本低廉、制备工艺简单等优点外，还因为具有较好的频率特性(其相对磁导率较大，而相对介电常较小)，更适合制作匹配层，相对于高介电常数高磁导率的金属粉，在低频率拓宽频带方面，更具有良好的应用前景[5-8]。

第26卷 第5期 无 机 材 料 学 报Vol. 26No. 52011年5月Journal of Inorganic Materials May, 2011收稿日期: 2010-08-12; 收到修改稿日期: 2010-10-29基金项目: 中央高等学校基本科研业务费专项基金 Fundamental Research Funds for the Central Universities作者简介: 陈雪刚(1983−), 男, 博士. E-mail: chenxg83@ 通讯联系人: 叶 瑛, 教授. E-mail: gsyeying@文章编号: 1000-324X(2011)05-0449-09 DOI: 10.3724/SP.J.1077.2011.00449电磁波吸收材料的研究进展陈雪刚1, 叶 瑛1, 程继鹏2(1. 浙江大学 海洋科学与工程学系, 杭州310028; 2. 浙江大学 材料科学与工程学系, 杭州310027)摘 要: 吸波材料是武器装备的重要材料之一, 目前朝着“厚度薄、密度低、频段宽、吸收强”的方向发展. 本文综述了吸波材料的最新研究方法与进展, 并提出了现有研究中存在的不足及进一步研究的方向. 目前吸波材料的主要研究方向是制备纳米复合吸波材料, 对吸波材料进行表面改性或掺杂改性, 以及改变材料的微观形貌和结构设计等. 然而现有的研究集中在常规吸波材料上, 以摸索性的应用研究为主, 缺乏理论的指导和突破性的创新. 进一步的研究应以电磁波吸收理论为基础, 开发纳米复合吸波材料以及具有结构设计的纳米复合吸波材料, 并大力开展智能吸波材料与结构以及超材料吸波材料的研究与开发.关 键 词: 吸波材料; 铁氧体; 羰基铁; 碳纳米管; 纳米复合材料; 超材料; 综述中图分类号: TB34 文献标识码: ARecent Progress in Electromagnetic Wave AbsorbersCHEN Xue-Gang 1, YE Ying 1, CHENG Ji-Peng 2(1. Department of Ocean Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310028, China; 2. Department of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract: Electromagnetic wave absorbers (EMWAs) (i.e. microwave wave absorbers) are important materials formilitary equipment. Ideal EMWA should exhibit thin matching thickness, low density, broad bandwidth, and strong EM absorption. The recent advances of EMWA were reviewed in this study, and the shortcomings in current studies and approaches for further researches were suggested. Recent researches on EMWAs are mainly focused on the preparation of nanocomposites, doping or surface modification, and changing the micro-morphology and structures of EMWA. However, these studies concentrated on traditional EMWAs and applied researches, which lack of theo-retical guidance and breakthrough innovations. Further investigations should pay more attention on the nanocom-posites and nanocomposites with structure designing under the guideline of electromagnetic wave theory. Moreover, smart materials and structures and metamaterials are promising EMWAs with excellent properties.Key words: electromagnetic wave absorber; ferrite; iron carbonyl; carbon nanotube; nanocomposites; metamate-rials; review电磁波吸波材料, 即吸波材料是武器装备的重要材料之一. 吸波材料可以大幅降低飞行器的雷达散射截面, 从而提高其生存防御能力和总体作战性能. 自20世纪60年代以来, 吸波材料受到了更多的关注, 成为各国军方研制的热点. 采用了吸波材料的军事装备在冷战期间和冷战后的局部战争如海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争中大放异彩.吸波材料的分类方法较多, 根据成型工艺和承载能力, 可分为涂覆型和结构性吸波材料两种; 根据吸波机理, 可分为电损耗型、磁损耗型以及手性材料、纳米材料等其它损耗型吸波材料. 本文综述了这些吸波材料的最新研究进展, 并提出了目前吸波材料研究中存在的问题以及进一步的研究方向.1 吸波材料的工作原理吸波材料通过将电磁波转换为热能或其它形式的能量实现对入射电磁波的有效吸收. 在具体评价450无 机 材 料 学 报 第26卷吸波材料的吸波性能时, 需要同时考虑衰减特性和阻抗匹配特性[1-2]. 衰减特性是指尽量提高材料电磁参数的虚部以损耗更多的入射电磁波, 而阻抗匹配特性是指通过创造特殊的边界条件, 使入射电磁波在材料介质表面的反射最小而尽可能多地进入材料内部(如图1). 目前一般使用反射率R 以及R <−10 dB 的频宽来表示材料的吸波性能. 根据传输线理论, 电磁波由阻抗为Z 0的自由空间垂直入射到阻抗为Z 的介质材料表面时, 反射率R (dB)为:0020lg ||Z Z R Z Z −=+0Z ⎛=⎜⎜⎝Z Z =对于有限厚度的单层吸波介质, 采用以下公式进行波阻抗Z 的计算:Z Z =其中: ε0和μ0分别为自由空间的复介电常数和复磁导率; ε和μ分别为材料的相对复介电常数和复磁导率. f 为电磁波频率, d 为吸波层厚度, c 为光速.根据材料的吸波机理, 吸波材料一般可分为电损耗型、磁损耗型和其它损耗型等三种. 导电高聚图1 吸波材料的工作示意图Fig. 1 Sketch map of electromagnetic wave absorber物、石墨等导电性强的材料的吸波机理主要为电损耗, 包括导电损耗和介电损耗两部分, 主要来源于电子极化、原子极化、固有电偶极子取向极化和界面极化等. 电损耗型吸波材料一般具有密度低、强度高、耐高温等优点, 但其吸波性能较差、吸波频带较窄. 铁氧体、羰基铁、氮化铁等磁性材料的吸波机理主要为磁损耗, 磁损耗可分为涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗等三类. 磁损耗型吸波材料吸收强、频带宽, 但其最大的缺点是密度较大、稳定性较差(表1). 此外, 随着科技的发展, 还出现了手性材料、纳米材料和超材料等其它损耗型吸波材料.2 电损耗型吸波材料2.1 导电高聚物导电高聚物是具有π电子共轭体系的高聚物经化学或电化学掺杂后由绝缘体转变为导体的高聚物的总称. 目前普遍认为导电高聚物能够导电是因为导电高聚物经掺杂后其链结构上存在激发子, 激发子的存在和跃迁使其具有了导电性[3]. 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, 当其电导率σ在10−4 ~1 S/m 之间时, 材料呈半导体特性, 具有良好的吸波性能[4]. Stein 等[3]研究了聚吡咯在1.0~2.0 GHz 范围内对电磁波的吸收性能, 发现其最高衰减可达−26 dB; 对聚苯胺和聚噻吩的吸波研究表明, 其对X 波段电磁波的反射率均在−10 dB 以下[5].导电高聚物作为吸波材料具有可分子设计和合成、密度低、力学性能好、组分易控制、导电率范围宽等优点. 然而, 单独的导电高聚物材料还存在吸波频段较窄、制备工艺要求严格、高温稳定性表1 吸波材料的分类及特征Table 1 Classification and characteristics of EMWAsCategoriesLow density Broad bandwidth Strong absorption High mechanicalperformanceLow cost Thermal and chemical stabilitiesConductive polymers √ × × √× ×Carbon √ × × √ √ √ Dielectric loss EMWAsSiC fibers √ × × √ × √ Ferrites× √ √ × √ × Iron carbonyl × √ √ × × × Magnetic lossEMWAsUltrafine metallicpowder × √ √ × × × Chiral materials √ × × − − − Plasma EMWA − √ √ − × − Nanomaterials √ √ √ √ × × Other EM-WAsHoneycomb EMWA√√√××−第5期陈雪刚, 等: 电磁波吸收材料的研究进展 451差和电磁吸收特性较低等缺点. 目前人们对导电高聚物的研究主要集中在导电高聚物的复合材料上. 例如, 将聚苯胺插层进入蒙脱石晶格内部[6], 形成聚苯胺/蒙脱石纳米复合物, 与纯聚苯胺相比, 聚苯胺/蒙脱石复合物的吸波性能更强.目前导电高聚物材料的吸波频带还较窄, 要实现其实用化, 还需通过研究其掺杂机理与方法、探索导电高聚物复合材料的最佳结构组成, 以满足吸波材料强吸收和宽频段的要求.2.2碳系吸收剂碳系吸收剂主要包括石墨和炭黑、实心碳纤维和中空碳纳米管等. 碳系吸收剂具有原料来源广泛、制备工艺简单、密度低、电导率高、吸附性能强等优点, 常被用作强吸收吸波材料的载体、多层吸波体的匹配层等.石墨和炭黑常被用来与高分子材料复合, 以调节高分子复合材料的导电率, 从而提高吸波效果; 复合材料的电导率随炭黑和石墨浓度的增高而增大, 在X和Ku波段具有良好的吸波性能[7].碳纤维是由有机纤维或低分子烃气体加热而成的纤维状碳材料, 具有密度低、强度大、热膨胀系数小等优点, 主要通过电损耗和电磁波在纤维之间的散射衰减入射电磁波. 目前单独应用于吸波材料的碳纤维主要是低温处理的短切碳纤维[8].碳纳米管是由碳原子组成, 似石墨原子层弯曲成管状结构的新型碳材料. 碳纳米管具有耐热、耐腐蚀、耐热冲击、传热和导电性好、高温强度高、密度低等优点. 由于碳纳米管具有高比表面积以及大量可以使界面极化的悬挂键, 加上其宏观量子隧道效应, 碳纳米管具有良好的吸波性能[9].然而由于碳系吸收剂的介电常数较大, 造成在单独使用时吸波层的阻抗匹配特性较差, 存在吸收频带窄、吸收性能弱等缺点. 目前一般将其与磁损耗型吸收剂如铁氧体、羰基铁、单质金属微粒等复合制成复合材料, 以达到低密度和强吸收的目的. 例如, 目前应用于吸波材料的碳纤维一般为表面包覆有金属涂层、无机非金属陶瓷涂层[11]或高分子涂层的碳纤维[12]或经掺杂改性的碳纤维[13]. 将碳与单质金属[14]和金属合金[15]复合后, 所得复合材料的吸波性能均优于单一使用时的性能. 由于碳纳米管的限域作用, 可以使碳管内的物质稳定化, 通过研究和开发碳纳米管包裹材料还可以得到高性能的吸波材料. 例如, 在2~18 GHz范围内, 5wt%填充率时, 包裹了Sn纳米晶的多壁碳纳米管(图2)的复介电常数和电损耗角正切都得到了显著的提高[10]. 在碳纳图2 MWCNTs (a)和Sn填充MWCNTs (b)的TEM照片; (c), (d)Sn填充MWCNTs的HRTEM照片[10]Fig. 2 TEM images of (a) raw MWCNTs and (b) Sn-filled MWCNTs; (c) and (d) HRTEM images of the Sn-filled MWCNTs[10]米管中包裹Fe后, 当填充率为20wt%时, 其介电常数下降, 而磁导率及磁损耗角正切得到有效的提高, R<−10 dB的带宽为2.9 GHz, 最低反射率为−31.7 dB[16]; 包裹了Fe的碳纳米管与铁氧体复合后, 其吸波性能大于单纯的铁氧体或碳纳米管, 当铁氧体浓度为60wt%时, 最低反射率可达−50.5 dB[17]. 此外, 碳纳米管包裹Ag、Er2O3、Co[18-19]、SiO2[20]等复合吸波材料也得到了研究与开发.2.3 SiCSiC吸波材料的应用形式多以SiC纤维为主. SiC纤维是国内外研制和生产的最重要的耐高温陶瓷吸波纤维, 具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、抗蠕变、低密度等特点. SiC纤维是一种宽带隙半导体, 其电阻率可调, 因而在多层吸波体中即可用作透波层, 又可用作损耗层.由于SiC纤维的电阻率可调、力学性能优异且耐高温, 前人对SiC纤维用于耐高温结构吸波材料进行了深入的研究. 目前通常采用表面改性、掺杂改性和高温处理等方法[21]调整SiC纤维的电阻率.SiC纤维具有密度小、耐高温性能好和吸收频带宽等优点, 但其较低的吸波效率限制了其在吸波材料领域的应用. 通过掺杂处理形成SiC复合材料可以有效地提高材料的吸波性能[22], 例如采用聚碳硅烷前驱体法制备的SiC/CNTs纳米复合材料[23]具452 无机材料学报第26卷有优异的吸波性能, 当聚碳硅烷的含量为15wt%时, 复合材料具有最高的介电常数和损耗角正切, R<−15 dB 的带宽可达11 GHz. 将Al掺杂进入SiC粉体中[24], 当Al的掺杂量为30%时, 材料在8.2~12.4 GHz具有最高的介电常数和介电损耗. 此外, 在SiC微粒外包覆一层Ni[25]后同样可以增强SiC的介电常数和介电损耗.3磁损耗型吸波材料传统的磁损耗型吸波材料主要包括铁氧体、羰基铁及多晶铁纤维、超细金属粉和氮化铁等. 这些磁损耗型吸波材料具有磁导率和磁损耗高、阻抗匹配特性好、吸波性能强等优点, 是最具有实际应用价值的吸波材料. 本节着重介绍铁氧体、羰基铁、超细金属粉以及其他磁性吸收剂的研究现状, 存在的不足以及发展方向.3.1铁氧体铁氧体具有价格低廉、制备工艺简单、吸波性能好等特点, 是目前研究较多且比较成熟的吸收剂. 铁氧体对电磁波的损耗同时包括介电损耗和磁损耗, 其中最主要的损耗机制为剩余损耗中的铁磁自然共振吸收[26]. 铁氧体吸波材料通常可分为立方晶系尖晶石型(AFe2O4)、稀土石榴石型(R3Fe5O12)和六角晶系磁铅石型(AFe12O19)等三种, 其中六角晶系铁氧体因具有片状的结构、较高的磁晶各向异性场H k 以及具有较高的自然共振频率f m, 成为优异的高频段微波吸收材料. 不同的六角晶系铁氧体具有不同的频率特性和温度稳定性, 其中M型和W型铁氧体的自然共振频率较高, 而Z型和M型的温度稳定性较好. Ba系M、W和Z型六角铁氧体是目前国内外研究较多的铁氧体吸收剂.铁氧体的吸波性能主要取决于其组分配方、制备工艺和形貌等. 研究发现, 改变Ba-M型铁氧体中掺杂物Ti和Mn的含量, 可以改变其μ", 从而在很大程度上达到阻抗匹配的目的[27]. 采用Co、Ti 取代部分Ba铁氧体[28], 可以破坏铁氧体的结晶过程, 从而影响其磁性能和吸波性能, 其在Ku波段R<−20 dB的带宽达2.5 GHz[29]. 在铁氧体中适量掺杂部分其它稀土元素如La、Ce、Nd、Sm或Dy等, 都可以提高铁氧体在高频段的吸波性能, 并拓宽其吸收频带[30-31]. 在制备工艺方面, Ni-Zn铁氧体的粒径及其对电磁波的反射率均随煅烧温度的升高而增大[32]. 而在形貌方面, Song等[33]研究了Mn-Zn铁氧体的粒径对其吸波性能的影响, 发现在2~18 GHz 其吸波性能随平均粒径的增大、匹配频率的降低而降低. Pullar等[34]采用Sol-Gel工艺制备了微米级的铁氧体纤维, 通过测量体积百分比为30%的磁参数, 得出磁导率实部为0~12, 虚部为0~6.由于铁氧体具有良好的频率特性, 磁导率较高、介电常数较小, 适合用作匹配层, 在低频段拓宽频带方面具有良好的应用前景. 然而铁氧体的温度稳定性较差、密度很高, 限制了其在隐身飞行器中的应用. 为了克服这些不足, 一般通过将铁氧体与碳材料、高分子和其它磁损耗吸收剂复合.将铁氧体与密度低、电损耗的碳材料或导电高聚物复合, 不仅可以大幅降低材料的密度, 还可拓宽其吸波频带, 提升吸波性能. Wu等[35]的研究表明, 将竹炭与铁氧体复合后材料呈现超顺磁性, 其吸波性能比单一的竹炭或铁氧体都要强. 采用聚苯胺(PANI)包覆铁氧体颗粒[36], 结果表明, PANI与铁氧体之间存在化学键合作用, 其吸波性能与被包覆铁氧体的含量关系密切, 当铁氧体的质量百分含量为15%时材料的吸波性能最佳.此外, 铁氧体还可与其它各种有助于增强其吸波性能或降低其密度的材料复合.将羰基铁与La1-x Sr x MnO3复合后, 其吸波涂层厚度小于达到同等吸波性能时羰基铁粉体的厚度, 厚度为0.8mm时最低反射率为−12.4 dB[37]. Chen等[38]制备了多孔的Fe3O4/Fe/SiO2纳米棒(图3), 这种材料是良好的电损耗与磁损耗的互补体, 可以作为性能良好的吸收剂. Tang等[39]制备了Fe掺杂ZnO包覆的Ba铁氧体复合材料, 结果表明ZnO层对复合材料的电磁参数具有重要的影响, 通过调节ZnO层可调整其微波吸收性能. 将α-Fe与Z型Ba铁氧体复合后[40], 由于形图3 多孔Fe3O4/Fe/SiO2纳米棒的TEM照片[38]Fig. 3 TEM images of (a) porous Fe3O4/Fe/SiO2 core/shell nanorods. The inset: products without SiO2 shells (b) a pore in the core/shell structures; (c) HRTEM image and the corre-sponding SAED pattern of the core[38]第5期陈雪刚, 等: 电磁波吸收材料的研究进展 453状各向异性和交换偏置, 其矫顽力高于α-Fe和Z型Ba铁氧体, 具有优异的吸波性能.3.2羰基铁羰基铁是一种典型的磁损耗型吸收剂, 具有磁损耗角大、吸波能力强等优点, 其主要通过热解五羰基铁(Fe(CO)5)制得, 是目前最为常用的雷达波吸收剂之一.然而在单独使用时, 羰基铁吸波材料也存在比重过高、匹配厚度大等缺点, 目前一般是将羰基铁制成复合吸波材料(如前所述)或多晶铁纤维[41]应用于吸波材料中. 多晶铁纤维以羰基铁单丝为主, 其电磁波损耗机理为涡流损耗、磁滞损耗和介电损耗, 在外界交变电场的作用下, 纤维内的电子产生振动将部分电磁能转化为热能从而达到衰减电磁波的目的. 多晶铁纤维具有密度小、频带宽、吸收性能强、斜入射特性好等优点, 通过调节纤维的长度、直径和排列方式等可以改变其电磁参数[42]. 多晶铁纤维表面的电阻率非常低, 使用时易在吸波涂层内部形成导电网络从而降低其吸波效率, 在实际应用中可以通过表面改性等处理提高其表面电阻率. 羰基铁吸波材料及多晶铁纤维在雷达波吸收方面具有广阔的应用前景.3.3超细金属粉超细金属粉是指粒径处于亚微米~纳米级别的单质金属或金属合金微粒, 主要通过磁滞损耗和涡流损耗等磁损耗机制衰减电磁波, 其透波性和吸波性能取决于其粒度[43]. 当金属微粉的粒度过大时(如超过30 μm), 由于金属表面的趋肤效应限制了电磁波进入其内部, 成为电磁波的强反射体. 而当金属微粒的粒径与电磁波的趋肤深度在一个数量级或不多于一个数量级时, 其吸收电磁波能量的效率最高.超细金属粉吸波材料具有密度小、居里温度高、热稳定性好、磁导率和介电常数大等优点, 得到了广泛的应用. 目前用作吸波材料的超细金属粉主要有Fe、Co、Ni及其复合金属粉如铁镍合金、钴镍合金等, 并集中在金属合金的掺杂与复合的研究上. CoFe纳米颗粒的磁导率实部μ'随粒径的减小而增大, R<−10 dB的频宽约6 GHz[44]. Wu等[45]研究了0.1~8.0 GHz范围内Fe90M10(M=Fe, Co, Ni, Si等)纳米合金粉末的电磁参数, 粉末的高频磁导率普遍优于传统的羰基铁和铁粉等材料. 对FeCo合金的研究表明, FeCo合金的磁导率随Co含量的下降而下降, 且2~3倍于尖晶石型铁氧体, 理论最低反射率可达−44.8 dB[46]. 通过化学气相冷凝和空气氧化处理制备的α-Fe(N)纳米颗粒[47], 在4~18 GHz范围内对电磁波的衰减可在20 dB以上, 是一种宽频带、强吸收的电磁波吸收剂. 对NiAg合金纳米颗粒的研究表明, 在金属镍中加入Ag后, 其微波吸收峰向低频移动, 同时出现了两个吸收峰[48]. 将30 nm的FeCo合金与15 nm的Y2O3复合, 在1~10 GHz范围内, 其电参数较小且稳定, R<−10 dB的频宽为5.4 GHz, 最低反射率达−43 dB[49].超细金属粉的最大缺点在于其抗氧化、耐酸碱能力差, 介电常数较大、频谱特性差, 制备技术难度大、成本高. 因此, 如何提高超细金属粉的抗氧化及抗腐蚀性以及降低介电常数是未来研究的重点. 3.4其它磁性吸收剂随着磁损耗型吸波材料由各向同性的球形颗粒向各向异性的纤维、薄膜方向发展, 由磁性不连续的颗粒、纤维向磁性连续的薄膜方向发展, 由磁性多晶结构向磁性非晶、纳米晶方向发展[50], 除了铁氧体与超细金属粉等磁性颗粒材料外, 其它磁性材料如氮化铁、磁性纤维、磁性薄膜等在吸波材料领域也得到了广泛的研究与应用.氮化铁是一种新型的磁性材料, 其中Fe4N的比饱和磁化强度为193 Am2/kg, 仅稍低于纯铁, 居里温度为767 K, 呈金属型导电[51]. 经钝化后的Fe4N 的化学稳定性优于铁粉. 从其磁性能和耐氧化性来看, Fe4N是一种潜在的优秀吸波材料, 如ε-Fe3N/Y2O3复合材料[52]的R<−20 dB吸收带宽为3.8 GHz, 在1.8 GHz最低反射率可达−55 dB.在磁性非晶材料方面, Malliavin等[53]研究了φ3~12 μm的钴基非晶磁性纤维, 发现其在1~18 GHz 范围内的本征磁导率虚部为0~200之间. 对非晶态合金-环氧复合物的吸波性能研究[50]发现, 降低非晶合金的粒径和含量可以提高响应频率并降低匹配厚度. 研究还发现, α-Fe/非晶C和Fe2B/非晶C[54]的μ"在1~9 GHz出现了一个宽峰, 两种非晶态复合材料在4~16 GHz范围内均具有良好的吸波性能.在磁性薄膜方面, 将软磁金属、氧化物等吸波材料溅射在有机薄膜上, 通过热处理后材料在高频范围内具有优异的吸波能力. 例如利用化学镀法在空心陶瓷基体上沉积Co和Co-Fe薄膜, 得到的吸波薄膜具有很强的吸波性能, 并可通过调节薄膜中Co 的含量改变吸波材料的吸收峰和频谱效应[55].4其它吸波材料4.1手性材料手性(Chiral)是指一个物体与其镜像不存在集454 无机材料学报第26卷合关系对称性, 且不能通过任何操作使物体与其镜像完全重合的现象. 目前一般认为, 手性材料能够减少入射电磁波的反射并利用其旋光色散性吸收电磁波[56]. 与其它吸波材料相比, 调整手性材料的手性参数ξ比调节介电常数ε和磁导率μ更容易; 手性材料的频率敏感性比介电常数和磁导率小, 易于拓宽频带[57]. 因此手性吸波材料具有吸收效率高、吸收频带宽、易实现阻抗匹配等优点, 并可通过调节旋波参量来改善其吸波特性.目前研究的手性吸波材料是在基体中掺杂手性物质形成的手性复合材料, 还未发现天然微波范围内的手性材料. Tretyakov等[58]从理论上计算了含单圈螺旋体的手性复合材料的电磁波吸收性能, 发现在1~12 GHz范围内材料的最大吸收率可达−35 dB. Sun等[59]在Fe3O4/聚苯胺复合体中加入手性体后, 样品的最低反射率从−17.8 dB下降到−25 dB. 目前手性材料在吸波领域中的应用还比较有限, 主要原因是其吸波机理尚不清楚. 因此, 对手性材料的吸波机理研究势在必行.4.2等离子体吸波材料和结构等离子体吸波材料和结构[60]是在飞行器上加载含有放射性元素的等离子体发生器; 与电磁波发生作用时, 等离子体发生器发生电离作用, 在飞行器表面产生离子云, 使电磁波被吸收或发生绕射, 从而达到隐身的目的. 这种吸波技术不仅解决了吸波涂层厚度和质量方面的局限性, 还具有适应频带宽、吸收率高、使用方便、有效时间长等优点. 然而其对人体有害的放射性元素限制了其应用.4.3蜂窝状吸波结构蜂窝状吸波结构[61]: 具有质量轻、适应复杂内外形、吸波频率高、使用方便、频率范围宽、密度小等优点, 是理想的雷达吸波结构复合材料. 蜂窝状吸波材料的最大缺点是机械性能较差, 难以应用到吸波涂层中.4.4电路模拟型吸波材料和结构电路模拟型吸波材料和结构(Circuit Analysis – RAMs, CA-RAMs)是在吸波材料中放置周期性金属条、栅或片构成的薄片而成, 具有宽频谱、强吸收、密度低等优点. 根据其吸波特性是否可调, 可分为主动式和被动式CA-RAMs[62]. 目前常见的CA-RAMs由氧化铟锡(ITO)和高聚物组成, 其吸波性能与ITO的方阻及其图案和几何尺寸具有很大的关系[63]. 目前人们对CA-RAMs的研究还处在探索阶段, 并朝着实用化的方向发展. 5新型吸波材料5.1智能吸波材料和结构智能材料和结构是指具有感知功能、信号处理功能和自我指令, 并对信号做出最佳响应功能的一种新型吸波材料. 由于智能材料和结构可根据环境变化调节自身结构和电磁特性并对环境做出最佳响应, 不仅可以提高飞行器的隐身性能, 还可增加功能, 降低重量, 为吸波材料的设计提供了新的思路. 目前研究中的智能材料和结构种类较多, 包括金属合金、碳纳米管等[64-65], 但其在吸波材料领域中的应用还较有限, 需要对其进行大力开发和研究. 5.2超材料吸波材料超材料是指具有超常物理性质的复合结构或材料, 目前研究中的超材料包括左手材料、光子晶体和超磁性材料等. 其中由于左手材料在一定频段下同时具有负的磁导率和介电常数, 而超磁性材料同时具有高的磁导率和介电常数, 其在吸波材料领域具有极佳的应用前景. 目前的理论研究表明超材料尤其是左手材料对微波具有极佳的电磁波吸收或屏蔽性能[66-67], 有待于深入开展其在吸波材料中的应用研究.5.3纳米吸波材料由于纳米材料的界面组元所占比例大, 表面原子比例高, 不饱和键和悬挂键多; 纳米材料的量子尺寸效应使电子能级分裂, 而分裂的能级间距正处于微波的能量范围; 磁性纳米粒子还具有较高矫顽力引起的磁滞损耗. 因此, 纳米材料具有极高的电磁波吸收性能, 兼具吸波频带宽、密度低、厚度薄、兼容性好等优点.目前人们对纳米吸波材料的研究主要集中在低维纳米材料和纳米复合材料上. 低维纳米材料是指一维(纳米线、纳米管等)或零维(纳米微粒)的纳米材料, 其比常规材料具有更强的吸波性能和更低的匹配厚度. 如Shi等[68]制备了空心的钴纳米链, 研究发现这种空心链状结构使得材料在微波范围内具有两个介电响应峰, 并在13~18 GHz范围呈现负磁导率. 将SiO2与吸波性能较差的ZnO复合后, 形成笼状纳米结构, 复合材料的吸波性能得到大幅提升[69].纳米复合材料也是吸波材料的研究热点之一. 目前单一类型的材料难以满足吸波材料的“厚度薄、频段宽、质量轻、吸收强”的需求, 因此可将多种材料进行复合以达到最佳效果. 目前纳米复合吸波材料的研究主要集中在铁氧体复合、碳材料复合和碳化硅复合等三个方面, 主要思路是通过复合电损耗。

检验科标示(biāo shì)、标牌制作一、检验科（大标牌(biāo pái)）注：中英文Clinical Laboratory二（小标牌(biāo pái)）注：中英文1 检验科学习室Study Room2 检验科主任(zhǔrèn)办公室Director’s Office3 血液病学实验室Haematology Laboratory4 体液(tǐyè)检验室Body Fluid Testing Laboratory5 临床生物化学实验室Clinical Biochemistry Laboratory6 生化标本处理间Biochemistry Specimen Handing Room7 免疫、HIV初筛实验室Immunology and HIV Prescreening Laboratory8 值班室On-duty Room9 化学发光免疫室Chemiluminescence Immunoassay Laboratory10 微量元素检测室Trace Elements Detection Room11 PCT检测室PCT Detection Room12 血液学检验室（2块）Hematology Laboratory13 库房Storeroom14 标本储存室Specimen Storage Room三标示注: 中文1 中夜班急诊采血窗口2 门诊采血窗口①3 门诊采血窗口②4 门诊采血窗口③5 门诊检验报告发放窗口④原子(yuánzǐ)发射光谱仪--Atomic Emission Spectrometer(AES)电感(diàn ɡǎn)偶合等离子体发射光谱仪Inductive Coupled Plasma Emission Spectrometer(ICP)直流等离子体(děnglízǐtǐ)发射光谱仪--Direct Current Plasma Emission Spectrometer(DCP)紫外-可见光分光(fēn ɡuānɡ)光度计--UV-Visible Spectrophotometer(UV-Vis)微波(wēibō)等离子体光谱仪--Microwave Inductive Plasma Emission Spectrometer(MIP)原子吸收光谱仪--Atomic Absorption Spectroscopy(AAS)原子荧光光谱仪--Atomic Fluorescence Spectroscopy(AFS)傅里叶变换红外光谱仪--FT-IR Spectrometer(FTIR)傅里叶变换拉曼光谱仪--FT-Raman Spectrometer(FTIR-Raman)气相色谱仪--Gas Chromatograph(GC)高压/效液相色谱仪High Pressure/Performance Liquid Chromatography(HPLC)离子色谱仪--Ion Chromatograph凝胶渗透色谱仪--Gel Permeation Chromatograph(GPC)体积排阻色谱--Size Exclusion Chromatograph(SEC)X射线荧光光谱仪--X-Ray Fluorescence Spectrometer(XRF)X射线衍射仪--X-Ray Diffractomer(XRD)同位素X荧光光谱仪--Isotope X-Ray Fluorescence Spectrometer电子能谱仪--Electron Energy Disperse Spectroscopy能谱仪--Energy Disperse Spectroscopy(EDS)质谱仪--Mass Spectrometer(MS)ICP-质谱联用仪--ICP-MS气相色谱-质谱联用仪--GC-MS液相色谱-质谱联用仪--LC-MS核磁共振波谱仪--Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer(NMR)电子顺磁共振波谱仪--Electron Paramagnetic Resonance Spectrometer(ESR)极谱仪--Polarograph伏安仪--Voltammerter自动滴定仪--Automatic Titrator电导仪--Conductivity Meter pH计--pH Meter水质分析仪--Water Test Kits电泳仪--Electrophoresis System表面科学--Surface Science电子显微镜--Electro Microscopy光学显微镜--Optical Microscopy金相显微镜--Metallurgical Microscopy扫描探针显微镜-Scanning Probe Microscopy表面分析仪--Surface Analyzer无损检测仪--Instrument for Nondestructive Testing物性分析--Physical Property Analysis热分析仪--Thermal Analyzer粘度计--Viscometer流变仪--Rheometer粒度分析仪--Particle Size Analyzer热物理性能测定仪--Thermal Physical Property Tester电性能测定仪--Electrical Property Tester光学性能测定仪--Optical Property Tester机械性能测定仪--Mechanical Property Tester燃烧性能测定仪--Combustion Property Tester老化性能测定仪--Aging Property Tester生物技术分析--Biochemical analysisPCR仪--Instrument for Polymerase Chain ReactionDNA及蛋白质的测序和合成(héchéng)仪--Sequencers and Synthesizers for DNA and Protein传感器--Sensors其他(qítā)--Other/Miscellaneous流动分析(fēnxī)与过程分析--Flow Analytical and Process Analytical Chemistry气体(qìtǐ)分析--Gas Analysis基本(jīběn)物理量测定--Basic Physics样品处理--Sample Handling金属/材料元素分析仪--Metal/material elemental analysis环境成分分析仪--CHN Analysis发酵罐--Fermenter生物反应器--Bio-reactor摇床--Shaker离心机--Centrifuge超声破碎仪--Ultrasonic Cell Disruptor超低温冰箱--Ultra-low Temperature Freezer恒温循环泵--Constant Temperature Circulator超滤器--Ultrahigh Purity Filter冻干机--Freeze Drying Equipment部分收集器--Fraction Collector氨基酸测序仪--Protein Sequencer氨基酸组成分析仪--Amino Acid Analyzer多肽合成仪--Peptide synthesizer DNA测序仪--DNA Sequencers DNA合成仪--DNA synthesizer紫外观察灯--Ultraviolet Lamp分子杂交仪--Hybridization Oven PCR仪--PCR Amplifier化学发光仪--Chemiluminescence Apparatus紫外检测仪--Ultraviolet Detector电泳--Electrophoresis酶标仪--ELIASACO2培养箱--CO2Incubators倒置显微镜--Inverted Microscope超净工作台--Bechtop流式细胞仪--Flow Cytometer微生物自动分析系统--Automatic Analyzer for Microbes生化分析仪--Biochemical Analyzer血气分析仪--Blood-gas Analyzer电解质分析仪--Electrolytic Analyzer尿液分析仪--Urine Analyzer临床药物浓度仪--Analyzer for Clinic Medicine Concentration血球计数器--Hematocyte Counter CO2培养箱CO2Incubators DNA测序仪DNA Sequencers DNA合成仪DNA synthesizerDNA及蛋白质的测序和合成仪Sequencers and Synthesizers for DNA and Protein ICP-质谱联用仪ICP-MS ICP-MSPCR仪Instrument for Polymerase Chain Reaction PCR PCR仪PCR Amplifier pH计pH MeterX射线衍射仪X-Ray Diffractomer XRDX射线荧光光谱仪X-Ray Fluorescence Spectrometer XRF氨基酸测序仪Protein Sequencer氨基酸组成(zǔ chénɡ)分析仪Amino Acid Analyzer表面(biǎomiàn)分析仪Surface Analyzer表面(biǎomiàn)科学Surface Science部分(bù fen)收集器Fraction Collector超低温冰箱Ultra-low Temperature Freezer超净工作台Bechtop超滤器Ultrahigh Purity Filter超声破碎(pò suì)仪Ultrasonic Cell Disruptor传感器Sensors倒置显微镜Inverted Microscope电导仪Conductivity Meter电感偶合等离子体发射光谱仪Inductive Coupled Plasma Emission Spectrometer ICP电解质分析仪Electrolytic Analyzer电性能测定仪Electrical Property Tester电泳Electrophoresis电泳仪Electrophoresis System电子能谱仪Electron Energy Disperse Spectroscopy电子顺磁共振波谱仪Electron Paramagnetic Resonance Spectrometer ESR电子显微镜Electro Microscopy冻干机Freeze drier/Lyophilizer多肽合成仪Peptide synthesizer发酵罐Fermenter分子杂交仪Hybridization Oven伏安仪Voltammerter傅里叶变换红外光谱仪FT-IR Spectrometer FTIR傅里叶变换拉曼光谱仪FT-Raman Spectrometer FTIR-Raman高压/效液相色谱仪High Pressure/Performance Liquid Chromatography HPLC光学显微镜Optical Microscopy光学性能测定仪Optical Property Tester核磁共振波谱仪Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer NMR恒温循环泵Constant Temperature Circulator化学发光仪Chemiluminescence Apparatus环境成分分析仪CHN Analysis激光共聚焦扫描显微镜Laser scanning confocal microscope机械性能测定仪Mechanical Property Tester基本物理量测定Basic Physics极谱仪Polarograph金相显微镜Metallurgical Microscopy金属/材料元素分析仪Metal/material elemental analysis老化性能测定仪Aging Property Tester离心机Centrifuge离子色谱仪Ion Chromatograph粒度分析仪Particle Size Analyzer临床药物浓度仪Analyzer for Clinic Medicine Concentration流变仪Rheometer流动分析与过程分析Flow Analytical and Process Analytical Chemistry流式细胞仪Flow Cytometer酶标仪ELIASA能谱仪Energy Disperse Spectroscopy EDS尿液分析仪Urine Analyzer凝胶渗透色谱仪Gel Permeation Chromatograph GPC其他Other/Miscellaneous气体分析Gas Analysis气相色谱仪Gas Chromatograph GC气相色谱-质谱联用仪GC-MS GC-MS燃烧性能测定仪Combustion Property Tester热分析仪Thermal Analyzer热物理性能测定仪Thermal Physical Property Tester扫描探针显微镜Scanning Probe Microscopy生化分析仪Biochemical Analyzer生物反应器Bio-reactor生物技术分析Biochemical analysis水质分析仪Water Test Kits体积排阻色谱Size Exclusion Chromatograph SEC同位素X荧光(yíngguāng)光谱仪Isotope X-Ray Fluorescence Spectrometer 微波(wēibō)等离子体光谱仪Microwave Inductive Plasma Emission Spectrometer MIP微生物自动分析(fēnxī)系统Automatic Analyzer for Microbes无损(wú sǔn)检测仪Instrument for Nondestructive Testing物性(wù xìnɡ)分析Physical Property Analysis血气分析仪Blood-gas Analyzer血球计数器Hematocyte Counter样品处理Sample handling摇床Shaker液相色谱-质谱联用仪LC-MS原子力显微镜atomic force microscope原子发射光谱仪Atomic Emission Spectrometer AES原子吸收光谱仪Atomic Absorption Spectroscopy AAS原子荧光光谱仪Atomic Fluorescence Spectroscopy AFS粘度计Viscometer直流等离子体发射光谱仪Direct Current Plasma Emission Spectrometer DCP质谱仪Mass Spectrometer MS紫外观察灯Ultraviolet Lamp紫外检测仪Ultraviolet Detector紫外-可见光分光光度计UV-Visible Spectrophotometer UV-Vis自动滴定仪Automatic Titrator层流净化罩/柜Laminar flow hood排风罩/柜Exhaust hood内容总结。

第44卷 第9期 包 装 工 程2023年5月PACKAGING ENGINEERING ·129·收稿日期：2023−03−16作者简介：覃仁驰（2001—），男，本科生。

通信作者：孟凡彬（1985—），男，博士。

羰基铁粉作为微波吸收材料的研究进展覃仁驰，孟凡彬（西南交通大学 材料科学与工程学院，成都 610031）摘要：目的 介电损耗低、吸收带宽较窄、密度高等缺点制约着羰基铁粉（Carbonyl Iron Powder ，CIP ）在吸波领域中的应用。

在CIP 材料的基础上，使用不同的改性方法，开发“轻、宽、强、薄”的CIP 微波吸收材料，实现对微波的高效吸收。

方法 综述近年来羰基铁粉作为吸波材料的研究现状，介绍和分析不同改性方法，如形貌改性、涂覆改性、复合改性等对羰基铁复合材料吸波性能的影响。

结论 CIP 作为微波吸收材料，可以通过不同改性方法来改善缺点，制备的复合材料更符合当下社会对吸波材料的需求，与传统CIP 材料相比，CIP 复合材料作为微波吸收剂，具有更大的潜力。

关键词：微波干扰；羰基铁粉；微波吸收材料；改性中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)09-0129-08 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2023.09.016Research Progress of Carbonyl Iron Powder as Microwave Absorbing MaterialQIN Ren-chi , MENG Fan-bin(School of Materials Science and engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)ABSTRACT: The application of carbonyl iron powder (CIP) in wave absorption is restricted by its low dielectric loss, narrow absorption bandwidth, high density, and other shortcomings. The work aims to develop "light, wide, strong, thin" CIP microwave absorbing materials through different modification methods based on CIP materials, to effectively absorb microwaves. The research status of using carbonyl iron powder as wave absorbing materials in recent years was reviewed. The effects of different modification methods, such as morphology modification, coating modification and composite modification, on the wave absorbing properties of carbonyl iron composites were introduced and analyzed. As a micro-wave absorbing material, CIP can be improved by different modification methods to ameliorate the shortcomings. The prepared composites are more in line with the current demand for wave absorbing materials. Compared with traditional CIP materials, CIP composites have greater potential as microwave absorbers.KEY WORDS: microwave interference; CIP; microwave absorbing materials; modification近年来，随着隐身技术、通信技术和电子电气设备等技术的高速发展，人们对这些技术带来的微波干扰和污染也越来越重视。

还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究摘要不论是在军事领域，还是民用领域，高性能吸波材料因具有厚度薄、质量轻、吸收强以及吸收频带宽的优点而具有潜在的应用价值。

在众多高性能吸波材料中，石墨烯凭借其较低的密度、超高的比表面积、优异的介电性能、机械性能和化学稳定性成为了吸波领域研究的热点，然而，石墨烯较高的介电常数使得其阻抗匹配特性极差，造成大量的电磁波被反射，进而导致其较差的吸波性能。

针对以上问题，本文以还原氧化石墨烯为基体，通过引入导电聚合物和核壳结构的纳米粒子来提升还原氧化石墨烯的阻抗匹配特性，从而增强其对电磁波的吸收；此外，为了探索其在实际过程中的应用，我们将制备的粉末状吸波剂均匀分散于环氧树脂中，对其吸波性能进行了研究。

具体研究内容和结果如下：（1）以苯胺功能化修饰的还原氧化石墨烯（rGO-An）为活性点，通过界面聚合法将纳米棒状的聚苯胺（PANI）接枝在rGO表面，形成还原氧化石墨烯共价接枝聚苯胺（rGO-g-PANI）复合材料。

当该复合材料在石蜡中的掺杂比为30wt%时，获得最优的吸波性能，在厚度为3mm时，最小反射损耗（RL）可以达到-45.2dB，有效吸收带宽能够覆盖4.4GHz，这表明PANI纳米棒的接枝明显能够改善rGO的吸波性能；此外，为了突出rGO和PANI纳米棒接枝的增强效果优于二者的物理吸附，我们将rGO/PANI复合材料和rGO-g-PANI复合材料的吸波性能作了对比，并且对其机理进行了探讨。

（2）以类沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-67）为芯材，以氧化锌（ZnO）为壳层，合成具有核壳结构的ZIF-67@ZnO纳米粒子，然后通过高温煅烧的方式，将ZIF-67中的有机物裂解掉，形成核壳结构的Co/NPC@ZnO纳米粒子，当30wt%的Co/NPC@ZnO纳米粒子混合在石蜡中时，该纳米粒子能够对电磁波产生最强的吸收效果；最后，我们将该纳米粒子与GO复合，通过水合肼的还原作用，形成rGO包裹Co/NPC@ZnO纳米粒子的三维网络结构，此三维网络结构的最小RL值为-45.4dB，有效吸收带宽为5.4GHz，而吸波剂的厚度仅有2mm，结合rGO的吸波性能，我们研究了Co/NPC@ZnO的增强机理。

• 84 ■粉末冶金r:业第31卷(2)在860 °C以下退火时，随着退火温度的升 高，板条ct相生长充分，相界减少，条状网篮加长，室 温强度逐渐降低，塑性逐渐提高。

〇)采用840 °C±20 °C保温2 h空冷的退火工艺 可以获得满足GJB2744A锻件要求的室温强度和 塑性。

(4)采用860 °C保温2 h空冷的退火工艺可以得 到强度与塑性最佳匹配性能，且室温拉伸、室温冲 击、500 °C高温拉伸和高温持久性能达到锻件标准。

参考文献：[I】黄旭，朱知寿，王红红•先进航空钛合金村抖与应用[M].北 京：国防工业出版社,2012.[2 ]何世文，欧阳鸿武，刘咏，等.制备钛合金件的粉末冶金新技术[J].粉末冶金工业，2004，14(2):35.[3]许平，张伟宁.TA15钛合金电子束焊加强框的发展与应用[J].钛合金焊接技术，20丨3,丨（丨6):72.[4]汤鑫，李爱红，李博.球形钛及钛合金粉制备工艺研究现状配的优化设计[J].煤矿机械,20丨9,30(丨117.[6 ]国防科学技术工业委员会.钛及钛合金热处理，GJB 3763A-2004 [S].北京：中国标准出版社，2004.[7 ]郭彦梧.激光选区熔化成形TA15钛合金E艺性能研究[D].北京:北京工业大学，2019.[8】吕金建，贾长治，杨建春.激光能量密度对选丨<激光熔化成形质量的影响[J].热加工工艺，2018,47(20): 156.[9 ]胡全栋，孙帆，李怀学，等.扫描方式对激光选区熔化成形316不锈钢性能的影响[J].航空制造技术，2016, 1(2): 124. [10]边培莹，尹恩怀.激光功率对金属激光选K熔化的熔池形貌及残余应力的影响卩].激光与光电子学进展，2020,57(1):011403.[11] LIU Y, YANG Y, WANG D. A study on the residual stress dur­ing selective laser melting (SLM) of metallic powder [J]. Inter­national Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016,87(1-4)：1.[12】佘宝桢.多光束激光选区熔化成形TA15合金的基础研究[D].武汉:华中科技大学，2019.[13]赵永庆，陈永楠，张学敏，等.钛合金相变及热处理[M].长沙:中南大学出版社，2012.[14]朱知寿.新型航空高性能钛合金材料技术研究与发展[M].北京:航空工业出版社,2013.[J]•粉末冶金工业，2018,28(2):58.[5]陈青果，韦玉堂，张君彩，等.SLS中激光功率与扫描速度匹•方针跤策•科技部引导科研院所、高校与企业共建新型研发机构、设立联合实验室为深入贯彻落实习近平总书记在统筹推进新冠肺炎疫情防控和经济社会发展工作部署会议上的重要讲话精神，充分发挥科技创新支撑引领和人才第一资源作用，引导组织科技人员服务企业，为企业抗击疫情、复工复产、持续发展提供科技和智力支撑，提升科技型中小企业创新能力，科技部将引导开展科技人员服务企业专项行动。