有关“纳米材料”的论文

有关“纳米材料”的论文

问题补充说明：写一篇关于“纳米材料”的小论文，讲述纳米材料的发展史或介绍一种先进的纳米材料，反正和纳米材料有关就成1.字数1500左右2.采用简单论文形式，不需摘要，关键词，参考文献等部分星期四之前给我弄好成吗，非常感谢

纳米吸波复合材料的研究与

发展趋势

吸波复合材料主要是应用在飞机，坦克等表面

来降低其被探测和摧毁的八直概率，提高目标的生存能

力。吸波复合材料是一类功能复合材料360问答，它能吸收投

射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗

使电磁波能困轴尔范历提量转变成热能或其它形式的能量_1]。吸

波复合材料是由功能体(吸收剂伯杆)和基体组成。当吸

波复合了针材料中的功能体为纳米量级时，吸波复合材

料将产生不同于常规材料的吸波性能。在已公开报

道的纳米吸波复合材料中，性能比较突出的是美国

研制的“超黑粉”纳米吸波复合材料_2J距格，它实质上就

是以纳米石墨为功能体的石墨一热塑性复合材料和

调友边接国器钱石墨环氧树脂复合材料。

纳米吸波复合材料之所以具有不同寻常的吸波

性能是因为纳米材料的特殊结构引起的口]。一方面，

太成脚衡激纳米微粒尺寸为1～100nm，远小于雷达发射的电

磁波波长，对电磁波的透过率大大高于常规材神信义功临植说松院料，这

就大大降低了电磁波的反射率；另一方面，纳米微粒

材料的比表面积比常规微粒大3～4个数量级，对电

磁波和红外光波的吸收率也比常规材料高得多。此

外，随着颗粒的细化，颗粒的直今有汽沙护镇维否引棉表面效应和量子尺寸效

应变得突出，颗粒的界面投手太假程计织绝极化和多重散射成为重要

的吸波该政充突贵染日联轻家降机制，量子尺寸效应使纳米颗粒的电子能级

发生分裂，其间隔正下任劳田导审印处于微波能量范围战粉杀料错转球确(10～10

eV从而形成新的吸波通道_|J。

吸波复合材料按其应用形式可分为涂敷型吸波

复合材料和结构型吸波复合材料。

1涂敷型吸波复合个争王也认员哥古鸡材料

纳米铁氧体吸波复合材料_5。o]

铁氧体吸波复合材料是既有一定介电常数和介

电损耗，又有一定磁导率和磁损耗的双复介质。它除

有电子共振损耗外，还具有铁氧体特有的畴壁共振

损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗等特性。其

作用机理可概括为铁氧体对电磁波的磁损耗和介电

损耗。

23(5)：796—800．

[37]李华，Bocaz—BeneventiG，HaveJ．计算机与应用化

学_J]，2002，19(3)：296—297．

[38]熊少祥，李建军，程介克．分析测试学报EJ3，1996，1皇已5

(3)：69—7印会啊权四3．

将铁氧体纳米免参颗粒与聚合物复合而成的纳米件山复

合吸波材料能有效吸收和衰减电磁波和声波，被认

为是一种极好的吸波材料。铁氧体纳米复合材料多

层膜在7～17GHz的频率段内的峰值吸收为一4O

dB，小于一lOdB的频宽为2GHz_l。王国强等人对

比了纳米铁氧体／导电聚合物复合吸波材料和非纳

米铁氧体／导电聚合物复合吸波材料的吸波性能。实

验结果表明，在8～12GHz的频段内，纳米吸波复

合材料的吸收率均高于非纳米吸波复合材料_1引。

铁氧体吸波复合材料的研究重点在于如何通过

调整材料本身的化学组成、粒径及其分布、粒子形貌

及分散性等来提高复合材料损耗特性和降低其密

度。美国已研制出一系列薄层状铁氧体吸波复合涂

料，并成功应用于F一117A战斗机。

纳米金属粉吸波复合材料_l??

从金属的电子能级跃迁、原子相对振动的光学

波、原子的转动能级和原子磁能级的分析可以看出，

具有磁性的金属超细颗粒与电磁波有强烈的相互作

用，具备大量吸收电磁波能量的条件_l。

纳米金属粉吸波复合材料具有微波磁导率较

高、温度稳定性好(居里温度高达770K)等突出优

点，己得到了广泛应用。纳米金属粉吸波复合材料主

要包括羰基纳米金属粉复合材料和纳米磁性金属粉

复合材料两类。其中羰基纳米金属粉主要包括羰基

Fe、羰基Ni和羰基Co等：纳米磁性金属粉主要包

括Co、Ni、CoNi和FeNi等。

陈利民等人[1副制备了高抗氧化能力的纳米金

属吸波复合材料y一(Fe，Ni)。实验结果表明，该材料

在厘米波和毫米波波段均有较好的吸波性能。法国

科学家最新研制成功了一种由CoNi纳米金属合金

粉与绝缘层构成的复合材料。将该材料与粘合剂复

合而成的吸波复合材料的电阻率高于5Q??cm，在

50MHz～50GHz的频率范围内具有良好吸波性

能引。

纳米有机聚合物吸波复合材料

作为功能体的导电聚合物主要包括聚乙炔、聚

苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。其主要的吸波机理是：利用

某些具有共轭主链的高分子聚合物，通过化学或电

化学方法与掺杂剂进行电荷转移作用来设计其导电

结构，实现阻抗匹配和电磁损耗，从而吸收雷达波。

将不同种类的无机纳米相与有机聚合物复合可

以制成强吸收的电阻损耗型、介电损耗型、磁损耗型

纳米吸波复合材料。比如，将碳纳米管与聚合物复合

能形成一种性能优良的电阻型宽带吸波复合材料。

因为碳纳米管具有良好的导电性，引入到聚合物中

不仅可形成导电网络，而且对复合材料有增强作用，

比常规的炭黑、石墨填充到聚合物中的吸波性能强

得多。

结构型纳米吸波复合材料n。们

结构型吸波复合材料既能吸波，又能承载，具有

频率宽、效率高、不增加消极重量等优点。目前结构

型吸波复合材料主要有两大类：蜂窝夹层型吸波复

合材料和层压平板型吸波复合材料口。。]。

下面主要研究作为功能体的结构型纳米复合材

料的特点与应用。

纳米SiC吸波复合材料lL2。

SiC功能体具有密度小、耐高温性能好和吸收

频带宽等优点，但常规制备的SiC吸收效率较低，不

能直接作为吸波复合材料的功能体。因此，必须对

SiC进行一定的处理以提高其吸收效率。一般采取

以下两种处理方法：提高SiC的纯度和对其进行有

控制的掺杂。日本利用高纯度的原料，制得了纯度极

高的SiC粉体。前苏联曾用掺杂的方法提高了SiC

的吸波性能。

此外，还可以采用多层复合的结构形式进行改

进。日本用二氧化碳激光法制备出了具有优良吸波

性能的Si／C／N和Si／C／N／O吸波复合材料。

最新的研究结果表明，Si／C／N和Si／C／N／O纳米吸

波复合材料在毫米波段和厘米波段均有优良的吸波

性能。

纳米SiC纤维吸波复合材料

SiC系列纤维具有强度高、模量高、热膨胀系数

低、电阻率可调节等特性和耐高温氧化直径小、易于

编织等特点，是高性能复合材料的理想增强剂。由于

常规SiC纤维的电阻率分布在10。～10Q??C1TI的

范围内，而其电阻率在10～10。Q??C1TI范围内才具

备较好的吸波效果。因此，SiC纤维必须用适当的处

理来调节其电阻率。一般采用的方法为高温处理法

和掺杂异元素法。

王军等人L2制备出力学性能良好、电阻率连

续可调的纳米SiC／Ti复合纤维。将这种纤维与环氧

树脂复合后可得到具有良好的吸波性能的结构型吸

波复合材料。

前景展望

针对吸波材料“薄、轻、宽、强”等性能方面的更

高要求，需要首先研制出具有吸波性能的纳米粉体，

然后根据具体要求将不同种类的纳米粉体进行各种

形式的复合以获得最佳吸波性能。在先进复合材料

基础上发展起来的既能隐身又能承载的结构型吸波

复合材料，是当今吸波复合材料的主要发展方向。其

关键技术主要包括复合材料层板的研制、介电性能

的设计匹配、有“吸、透、散”等功能的夹芯材料的研

制与设计及诸因素的优化组合匹配等。

随着先进探测器的相继问世，吸波复合材料必

将发展成能兼容米波、厘米波、毫米波、红外和激光

等多波段的吸波复合材料。