吸收剂颗粒尺寸对吸波材料性能的影响
吴友朋
刘祥萱周友杰莫斌吴春（西安高科技503教研室，西安710025）
文摘对最佳的吸收剂颗粒粒度进行数值计算和分析。从趋肤效应和单个磁畴颗粒大小两个角度，以纯铁粉为例对最佳的粒度做了分析，结采表明，对于2~18GHz的雷达波，铁粉颗粒在16nm~1μm为好。还分析了利用纳米颗粒的量子尺寸效应来吸收电磁波时颗粒的尺寸范图，计算结果表明，此时颗粒尺寸至少应小于22nm。
关键词
吸波材料，颗粒尺寸，趋肤效应，单磁畴，量子尺寸效应
Effectsof Inclusion-ParticleSizeonAbsorbingAbilityof
MicrowaveAbsorbingMaterials
WuYoupeng
Liu Xiangxuan
Zhou Youjie
MoBin
(503 Staff Room,Xi' an High Technology Studio,Xi' an 710025)
WuChun
AbstractThe best size of metal microwave absorbing particles was investigated. From the view point of skin depth and the critical size of single magnetic domain particle,the best size of metal absorbent is analized and numeri-cally calculated. It is found out that for pure Fe while the size is within the range from 16 nm to 1 μm,its properties are satisfactory at 2 to 18 GHz. In order to utilize the quantum size effect of nano-particles to absorb microwave,the calculation results indicate that the size is less than 22 nm at least.
Key wordsAbsorbing material,Partic'e size,Skin depth,Single magnetic domain,Quantum size effect
1引言
超微颗粒-高分子复合体系作为一种新的功能材料，有着广阔的应用前景，特别是微波吸收材料，无论是在国防建设还是在社会生活中，都有着广阔的应用"。
对于高分子黏接剂基体中加人超微吸收颗粒制成的混合型涂料，吸收剂颗粒的种类、大小、形状以及在基体中的聚集状态都会影响材料的吸波性能(2-3]。目前，对于吸收剂颗粒大小的研究仅限于实验，缺乏系统的理论依据。本文以一种金属磁性吸收剂颗粒（羰基铁粉）为例讨论颗粒的大小对吸波材料性能的影响。为了确定吸收剂颗粒的最佳粒度，首先研究了趋肤效应和单畴颗粒大小对颗粒大小的限制[4-3]，然后从纳米颗粒的量子尺寸效应出发，讨论利用纳米颗
粒量子尺寸效应吸波时颗粒大小所处的范围。 2颗粒大小对材料吸波性能的影响
最佳的吸收剂颗粒粒度主要由趋肤效应和单畴收稿日期：20090330；修回日期：20090525
颗粒大小决定。下面利用Kubo理论[6-7]讨论利用纳米颗粒量子尺寸效应吸波时颗粒大小所处的范围。 2.1趋肤效应对粒径的限制
对均匀平面波在自由空间的解析处理可以扩展到在介质中传播的情形。求解Maxwell方程，得到均匀平面波在介质中传播的解析解")。介质中的复波矢=β-jα，而传播常数=jk=α+阝,式中：虚部β 称为相位常数;α为传播常数的实部，称为衰减常数，它表示沿电磁波传播方向每单位长度上电磁波振幅的衰减量。
/1 +
(1）
式中，e和μ分别为介质的介电常数和磁导率，为介质的电导率，@为人射电磁波的角频率。当8=1/ α时，电场振幅衰减到原来的1/e倍，此8即为电磁波在介质中的穿透深度，亦称趋肤深度。
当电磁波从空间人射到α/（8w）<1的介质上
作者简介：吴友朋，1980年出生，博士研究生，主要从事纳米隐身材料的研究。E-mail:pengpengstudent@163，com
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万方数据
http://www.yhclgy.com字航材料工艺2010年第1期