● 摘要
随着雷达探测技术、无线通讯技术的迅猛发展，电磁吸波结构在保障机电产品安全和人类健康方面发挥了巨大作用，发展“薄、轻、宽、强”吸波结构十分必要。然而受限于常规制造手段，“薄、轻、宽、强” 吸波结构制造难度大。电磁吸波微粒是吸波结构性能的关键，由于现有的电磁吸波微粒材质、形体、结构有限，难以在轻质、宽频方面取得突破，制约其性能进一步提高。为解决这一难题，本文分析了电磁吸波结构及吸波微粒的现状及发展趋势、在已有生物约束成形工艺及生物型电磁吸波微粒研究基础上，优化分析出最佳的吸波微粒形体、结构；研究了基于优势生物形体（片状硅藻土）的高性能吸波材质（羰基铁及其合金）热分解约束成形方法，实现了宽频片形复合吸波微粒的制造；利用其制造出具有轻质、宽频特性的吸波贴片，为“薄、轻、宽、强”吸波结构的制造奠定（理论、技术）基础。利用双层复合颗粒模型，给出复合颗粒的混合媒质等效介电常数、磁导率公式；通过对比实心颗粒、空心颗粒、复合颗粒的电磁参数、反射率，计算出空心化效应和片形化效应；对比分析得出大尺度复合片形颗粒具有轻质、宽频优势的结论。研究了生物微粒五羰基铁液相热分解约束成形工艺，实现了螺旋藻、片状硅藻、筒状硅藻等复杂形体生物微粒的羰基铁包覆；分析了羰基铁镀层在颗粒表面沉积的机理，阐明了配比和工艺条件对羰基铁镀层成分的影响规律。为获得高电磁性能的磁性纳米晶材质，利用热处理工艺，实现螺旋形复合微粒有效材质从非晶到纳米晶的转化。由于液相热分解约束成形工艺复杂，批量制造难，研究了羰基金属气相热分解生物约束成形工艺，实现高性能片形复合微粒（羰基铁、NiFe合金包覆片状硅藻土）的制造。采用蒸汽法气相约束成形实现纳米晶片形复合微粒的制造，分析了羰基铁镀层在颗粒表面沉积的机理，并揭示添加剂配比、反应温度、氮气流量等条件对镀层形貌的影响规律。采用同轴法对不同生物约束成形工艺制造的复合吸波微粒的电磁性能进行表征，证实大尺度片状复合微粒具有轻质、宽频特性。将生物型复合吸波微粒与常规微粒混合，成功制备出满足轻质、宽频需求的吸波贴片。最后从生物约束成形电磁吸波微粒和“薄、轻、宽、强”吸波结构的研究现状出发，对未来的研究方向进行了分析和展望。