学文网摘要： 随着隐身技术的快速发展，波吸收材料成为现代武器隐身技术的关键材料之一。本文主要介绍了吸波材料的概念，吸波原理和分类，并阐述了吸波材料的发展趋势及应用前景。
Abstract: With the rapid development of stealth technique, absorbing materials becomes the key materials of stealth technique for modern weapon. This paper mainly introduced the concept of absorbing materials, absorbing mechanism and classification, the application prospect of absorbing materials is also elaborated.
关键词： 吸波材料；隐身技术
Key words: absorbing materials；stealth technique
中***分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）21-0048-03
1 吸波材料简介
随着隐身技术的快速发展，特别是现在战争及武器中隐身材料的深入广泛应用，制造并研究具有优异吸波功能的材料在隐身技术的发展及应用中起到了关键作用。所谓吸波材料是指能将入射的电磁波大部分吸收并转化成机械能、电能、热能或其他形式的能量而几乎不进行反射的材料。理想的吸波材料应具有吸收频带款、质量轻、厚度薄、机械性能好、使用简便等特点。隐身技术是随着***事的需要而产生的，国外在上个世纪50年代开始将吸波材料首先用在隐形飞上。上个世纪90年代的海湾战争中隐形飞机在战争中发挥的巨大威力，进一步促使各国对吸波材料的大规模研究、开发与应用。***事上的隐身技术主要通过两种方式实现，第一，是通过外形改造来实现隐身，也就是通过改变飞机等***事目标的外形来减小雷达搜索截获有效面积，从而实现隐身；第二是通过在物体表面涂覆吸波材料来实现隐身，主要是通过吸波材料对雷达波吸收而减少其反射，从而实现隐身[1-3]。
上个世纪60年代起，随着冷战的进行，前苏联和美国等***事强国相继开始了飞机隐身技术的研究。美国在60年代起首先将将吸波材料用于U-2侦察机，达到了非常好的效果。随后美国在70年代研究把特殊的吸波材料在F-14、F-18战斗机上规模使用，这极大促进了隐身技术在***用飞机上的应用。随后在80年代初美国研究出了性能更加优异的隐身飞机，其中的代表有B1-B、A-10等型号的隐身飞机。随后美国又开发出了F-117、B-2、F-22、A-12等具有代表意义隐形飞机[4]。这些隐身飞机不仅通过先进的外形设计来减小雷达搜索截获有效面积从而实现隐身，更重要的是它们使用先进的吸波材料，从而达到了完美的隐身。
随着中国“863”计划的实施及对国外隐身技术的跟踪研究，哈尔滨工业大学、国防科技大学、航空航天材料研究院等高校和科研院所陆续开始进行大量关于吸波材料和隐身技术的研究，特别是加强了结构型吸波材料的研究。以航空材料研究所为代表，研究碳纤维或碳化硅纤维增强塑料作为飞行器结构件，兼具吸波特性。
2 吸波材料的吸波原理
微波雷达是***事上探测检测目标的手段，微波雷达探测主要是利用电磁波在传播时遇到介质变化将在探测目标物界面产生感应电磁流，同时向四周辐射电磁能，通过这一原理分析截获的辐射电磁能判断和计算目标的距离、方位、大小和类型等。从上面的描述中，可以知道要想实现隐身而不被探测到，就只能避免对方接收天线截获到此辐射能。那么实现的方式就自然有两种，一种是通过材料的设计避免产生感应电流，即使用吸波材料；另外一种是通过外形设计避免天线接收到电磁能的辐射，即通过外形改造。
吸波材料是指能把投射到它表面的电磁波能量吸收并转化为机械能、电能、热能或其他形式的能量的一种材料。吸波材料一般由基体材料与吸收介质复合而成，吸波材料的基体材料可以叫做粘接剂，吸波材料的吸收介质可以叫做吸收剂。按照吸波机理的各不相同吸波材料，吸波材料可以分为两种类型：电损耗型和磁损耗型。电损耗型的吸波材料和磁损耗型的吸波材料都可以吸入和减弱电磁波，只是使用的办法不一样，前者的措施是使得介质的电子极化、离子极化或界面极化；后者主要采取的措施是磁滞损耗、畴壁共振和后效损耗等磁激化机制。以下是吸波材料介质中单位体积内吸收的电磁波能量τ的表达式[1]：
τ=■■ε■ε■E+μ■μ■H■（1）
其中：ε0为真空介电常数；μ■为真空磁导率；μ■为介质的复磁导率μ的虚部；ε■为介质的复介电常数ε的虚部；E为电磁波的电场矢量；H为电磁波的磁场矢量。从上面的公式可以看出，增大ε■和μ■，对于提高其吸波性能具有决定性作用[5]。
3 吸波材料的分类
根据自身的特点、组成、制备方法等的不同，吸波材料具有许多分类方法，目前业内比较认可的是以下四种常用的分类方法。①按吸波材料损耗机理的不同，可分为电阻型吸波材料、介电型吸波材料和磁性吸波材料。其中介电型吸波材料以介质的电子极化或界面衰减来吸收电磁波，通常具有高的介电常数和介电损耗角的特点；磁性吸波材料具有较大的磁损耗角，主要通过铁磁共振吸收来损耗吸收电磁波。②依据吸收原理的不相同，能够将吸波材料划分为吸收型和干涉型。吸收型吸波材料通常情况下是就利用材料其本身吸收和减弱电磁波；干涉型吸波材料则一般则是利用吸波层表面和底层反的射波的振幅相等、相位相反阻止或者相互抵消掉电磁波。③依据成型工艺的好坏和承载能力的高低将吸波材料划分为涂覆型和结构型。结构型吸波材料具有承载功能和吸波功能，它的结构有角锥状、蜂窝状和波纹状等，如碳化硅纤维增强塑料飞行器结构件。涂覆型吸波材料是指具有电磁波吸收功能的涂料，工艺简单、使用方便，且因容易调节，目前在隐身兵器中被广泛应用。④吸波材料按研究时期还可以分为新型吸波材料和传统吸波材料。相对于传统吸波材料如：铁氧体、金属微粉、钛酸钡、碳化硅、石墨、导电纤维等，新类型的吸波材料主要采用了纳米材料、手性材料、金属晶铁纤维、导电高聚物及电路模拟吸波材料[6]。下面主要介绍按成型工艺和承载能力分的两大类吸波材料。