浅议羰基铁粉制备吸波涂层

中国粉体网讯  吸波材料用于飞机涂层以减小其对雷达的反射面、降低雷达截面,不仅可以提高任务成功率还能增加战机在敌方范围内的 生存几率。因此,发展新型吸波材料具有重要意义。

    微波吸收剂按材料的损耗机理可以分为电阻型、电介质型和磁介质型。磁介质型吸收剂对电磁波的衰减主要基于共振和磁滞损耗,代表性的物质为铁氧体和金属微粉,而金属微粉一般又包括羰 基铁粉、羰基镍粉、坡莫合金、钴镍合金等。羰基铁粉属于典型的磁介质型吸收剂,由于其具有较宽的吸收频段而引起人们越 来越多的关注。

    好的吸波材料应该满足以下条件:(1)当电磁波传播至材料表面时能够最大限度地使电磁波进入材料内部, 减少电磁波的直接反射;(2)电磁波在材料内部传播时能够迅速使其衰减。

    实验与理论都证明,为了达到无反射,要求介电常数等于磁导率,较好的吸波涂层要求介电常数和磁导率之间具有良好的匹配,但是仅使用介电损耗型吸收剂或磁损耗型吸收 剂作为吸收剂将导致复介电常数与复磁导率间的不匹配。

    羰基铁粉作为磁损耗型吸收剂与介电损耗型吸收剂混合使用能够得到较好的吸波效果。这为羰基铁粉的广泛应用提供了理论和实验的支持。

    为了提高以羰基铁粉为吸收剂的吸波涂层的吸波特性及抗氧化性,常常将其他类型的吸收剂与羰基铁粉共同作为吸收剂并对羰基铁粉进行改性。

    羰基铁粉是由羰基铁分解得到的铁粉,五羰基铁化合物FE(CO)5被加热到70～80 ℃时开始分解成FE和CO,在155℃时大量分解,最后形成葱头状结构的羰基 铁粉,所生成的羰基铁粉中主要为Α铁,含有碳、氧等杂质。

    随着电磁信息等技术的发展,常温下的电磁波屏蔽已满足不了需求。虽然羰基铁粉的温度稳定性较好,但羰基铁粉的氧化温度约为200℃,其抗氧化性较差。因此,对羰基铁粉进行抗 氧化处理尤为重要。

    实验表明,将羰基铁粉与其他物质反应形成核壳结构,包覆的纳米壳层有助于提高羰基铁的热稳定性,壳层 的致密性和壳层含量是影响核壳复合粒子耐热性能的主要因素,而且形成核壳层结构的FE/SIO2还可以抑制涡流损耗。

    另外,利用导电聚合物也能提高羰基铁粉的抗氧化性。可以通过在羰基铁粉外包覆一层聚苯胺树脂来提高羰基铁粉的抗氧化性和抗腐 蚀性。包覆一层聚苯胺后,在聚苯胺和羰基铁粉界面间形成Γ-FE2O3氧化层,以阻止羰基铁粉的进一步氧化,并可增大介 电常数。

    另外,研究发现,当其他条件不变时,仅改变基体的类型,吸波材料的反射率就会明显发生变化。因此,选择合适的基体并对其进行适当的改性,也是吸波涂层设计与制备的关键之一。

    应用于飞机外表面的吸波涂层在满足各种力学性能的同时还必须具有较好的耐高温性能,环氧树脂由于其良好的高温抗性而得到越来越多的重视。