● 摘要
隐身吸收剂是保证隐身综合效果的最核心技术之一。基于微生物细胞的生物约束成形以各种不同外形的微生物细胞作为微小模具，在其表面包覆金属等材料，制造出一定形状、尺寸，同时能保持强度的微球、微管、微螺旋等基本单元，为隐身吸收剂的制造提供了一种新的思路。把微生物引入加工制造领域并进一步引入隐身领域，打破了传统的物理、化学形式的隐身局面，具有深远的理论实践意义和重要的国防价值。本文在全面分析和研究现有隐身吸收剂的特征及现状的基础上，结合生物型隐身吸收剂研究还较为初步的现状，以螺旋藻细胞为模板进一步进行微生物细胞的化学包覆工艺研究，并对磁性包覆微体的微波电磁特性主要是磁特性进行分析与研究，在完善和发展生物加工技术的同时，推进生物型隐身吸收剂的发展。针对细胞金属化中杂质产生问题提出微生物细胞化学镀金属化效果的量化模型，对工艺影响因素进行定量化分析，在得到工艺参数的量化规律基础上，首次提出通过在反应中变换温度对微生物细胞化学镀金属化工艺进行优化，结果达到了保证大多数细胞被沉积的同时杂质得到有效抑制的目的，并对其中的机理进行了分析和研究。针对现有生物约束成形工艺有限不能包覆隐身吸收领域中最为常用的铁氧体材料的问题，首次提出微生物细胞溶胶-凝胶包覆工艺并首次实现了Fe3O4铁氧体材料在微生物细胞表面的包覆，建立了相应的工艺方法，并对其中的机理进行了详细分析和研究，指出巧妙利用微生物细胞自身的荷电特性可促进包覆，并在此基础上显著改善了微生物细胞溶胶-凝胶包覆的效果。针对另一类微波吸收领域中广泛使用的羰基铁材料，首次提出了微生物细胞磁性颗粒复合包覆工艺，尝试通过化学镀和溶胶-凝胶法复合包覆羰基铁粉，并采用溶胶-凝胶法首次实现了微生物细胞表面羰基铁粉磁性颗粒的复合包覆。在三种工艺的基础上，又对生物型隐身吸收剂微波磁特性的一些基础规律进行了研究。分别以包覆Co-Ni-P镀层、Fe3O4铁氧体及Fe3O4复合羰基铁粉三种磁性包覆层的螺旋藻细胞为吸收剂，测试和对比三者以同质量添加比例混合入石蜡基体中所构成试样的微波磁特性，讨论了材质对生物型隐身吸收剂微波磁特性的影响。对同种材质的螺旋藻细胞包覆体在不同添加比例下所构成试样的微波磁性能进行测试和对比，分析添加比例对生物型隐身吸收剂微波磁特性的影响。通过对包覆Fe3O4的小球藻细胞形成的Fe3O4空心球和Fe3O4实心粉的微波磁特性的对比与分析，研究空心结构对生物型隐身吸收剂微波磁特性的影响。然后，对包覆Fe3O4的螺旋藻细胞和包覆Fe3O4的小球藻细胞形成的空心Fe3O4螺旋形微体和空心Fe3O4球形微体所构成的试样分别进行测试，对比了形体对生物型隐身吸收剂微波磁特性的影响。最后，本文在本论文研究的基础上，对生物型隐身吸收剂将来的发展进行了综合分析，对生物型隐身吸收剂的尺寸、材质、结构、形状的选择和发展给出了一些基础性建议，进一步明确生物型隐身吸收剂的方向目标，为生物型隐身吸收剂今后的发展奠定基础。