在雷達(dá)隱身技術(shù)和反雷達(dá)隱身技術(shù)對(duì)抗日益激烈的環(huán)境下，吸波材料作為雷達(dá)隱身技術(shù)的核心基礎(chǔ)，將成為一個(gè)持續(xù)的研究熱點(diǎn)，目前的主要研究方向集中在新型輕質(zhì)有效微波吸收材料。與磁性晶體材料相比，非晶磁性材料的復(fù)合磁導(dǎo)率更易受趨膚深度效應(yīng)而非Snoek極限的影響，這使得在高頻率范圍內(nèi)獲得大磁導(dǎo)率成為可能。此外，由于無(wú)序原子的電子散射，磁性非晶相表現(xiàn)出高電阻率，這可以減少高頻下的趨膚效應(yīng)，并有效促進(jìn)微波的穿透。這些行為意味著微波可以被非晶合金有效地衰減。通常，鐵基非晶合金具有更好的磁性和較高的電阻，微波吸收性能有較好的表現(xiàn)。然而，鐵基非晶合金作為微波吸收材料損耗機(jī)制較為單一，通過(guò)與其他材料復(fù)合，比如使用介電材料混合或包覆鐵基非晶合金，利用兩者的協(xié)同效應(yīng)來(lái)獲得優(yōu)異的微波吸收性能是一種有效的方法。

廣東工業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院的殷陶等利用磁控濺射工藝在鐵基非晶合金粉體表面局部覆蓋鋁層，以此提高粉體的電導(dǎo)率，增加材料的ε″值，再在該種粉體顆粒表面包覆一層絕緣的KH560硅烷偶聯(lián)劑，改善復(fù)合材料的阻抗匹配性能。鋁層能改善絕緣包覆后粉體材料的介電損耗能力，提高相應(yīng)復(fù)合材料的中低頻微波吸收能力。相關(guān)研究成果于2024年1月在《表面改性》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)。

研究人員先在鐵基非晶合金粉體表面采用磁控濺射局部覆蓋鋁膜，再使用KH560硅烷偶聯(lián)劑對(duì)粉體進(jìn)行絕緣包覆（圖1）。通過(guò)XRD、SEM和FT-IR分別對(duì)粉體進(jìn)行材料表征（圖2-3），VSM和傳輸反射法分別測(cè)試樣品的電磁性能。結(jié)果表明，鍍鋁后鐵基非晶合金粉體的復(fù)介電常數(shù)實(shí)部ε′提高了56.1%，復(fù)介電常數(shù)虛部ε″提高了132.4%。絕緣包覆后鐵基非晶合金粉體的ε′降低變?yōu)殍F基非晶合金的32.6%，ε″變?yōu)殍F基非晶合金的25.1%（圖4）。鍍鋁再包覆KH560的鐵基非晶合金粉體的ε′和ε″則分別變?yōu)殍F基非晶合金的43.5%和36.6%，其復(fù)介電常數(shù)實(shí)部和虛部比鍍鋁后的樣品低，比單純用KH560包覆后的樣品高，顯示出鍍鋁可補(bǔ)償因KH560絕緣包覆而帶來(lái)的介電損耗能力下降，有利于調(diào)節(jié)KH560絕緣包覆的粉體材料的電磁性能。對(duì)鐵基非晶合金粉體的絕緣包覆，改善了相應(yīng)材料的高頻吸收性能，但犧牲了其低頻吸收性能，為了彌補(bǔ)這個(gè)不足，研究人員提出在鐵基非晶合金粉體表面局部覆蓋鋁膜，再進(jìn)行絕緣包覆，期望在絕緣包覆后，粉體仍有較高的介電損耗能力，達(dá)到調(diào)節(jié)材料中低頻電磁波吸收能力的目的（圖5）。樣品模擬反射率曲線(xiàn)顯示（圖6），樣品厚度在2-3mm時(shí)，鐵基非晶合金/Al/KH560樣品最低峰對(duì)應(yīng)頻率低于鐵基非晶合金/KH560的相應(yīng)峰位，鐵基非晶合金粉體表面鍍鋁可明顯改善其復(fù)合材料的低頻微波吸收特性。