【经验】解析吸波片、吸波材料对电磁波的吸收原理

时间： 2022-01-01 来源：华中技术

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电波吸收材料可分为吸收型、干涉型、谐振型以及等离子体型，4种吸收型材料主要由电介质材料、磁介质材料、电阻材料或它们的复合材料加入适当的粘合剂制成。吸波材料指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。抗金属吸波材料种特殊的防磁性吸波材料封装成的电子标签，从技术上解决了电子标签不能附着于金属表面使用的难题。产品可防水、防酸、防碱、防碰撞，可在户外使用，其中以铁氧体磁介质材料用得最多。利用这些材料在交变电磁场中的介质损耗、磁滞损耗和电阻损耗，把入射到内部的电磁波能量转换成热能而被吸收掉。本文华中技术带你了解吸波片、吸波材料对电磁波的吸收原理。

吸收型材料的优点是吸收频带较宽，但厚度与入射波的最低频率有关，对低频电磁波的吸收一般是依靠增加材料厚度来实现，并常采用介电常数或导磁率随材料厚度均匀变化或梯度变化。多层结构干涉型材料由交叉叠置的电介质层和导电材料层组成，利用电磁波的反相干涉作用使入射波和从不同层反射回来的电磁波能量互相干涉而抵消，为了获得良好的对消效果使目标的反射回波接近于零，要求干涉型材料的厚度应为雷达四分之一波长的奇数倍。干涉型材料的吸收频带较窄而且对消效果与电磁波的入射角度关系很大，但在高频使用时材料厚度可做得很薄，谐振型材料由非导电介质材料制成的多个吸收单元组成，这些单元具有一定的尺寸和电磁特性能对相应波长的入射电磁波产生谐振吸收。

将各种尺寸的谐振单元适当组合可以获得宽频带吸收特性，但这种材料制造难度较大因此较少使用。等离子体型材料由放射性同位素和粘合剂组成涂覆于目标表面使目标表面附近局部空间电离，形成吸收电磁波的等离子区，用它作飞行器的反雷达涂层具有薄而轻、不影响飞行器性能、吸收性能好、吸收频带宽等优点。电磁波吸收片应用LCD萤幕医疗器材笔记型电脑、游戏主机通讯设备、无线辨识系统数位相机、数位相机摄影机行动电话、智慧型手机、PDA、PMP、GPS导航机。电磁波吸收片特点薄带状、轻量及柔软性可弯曲不破裂可加工成各种形状，以利于黏着产品上多层次高导磁高损失之金属合成。

有效将电磁波能量转变成热能，一般导电材料阻隔电波所造成之反射绕射爬行等现象，金属吸波材料可以吸收电磁波，当然其对电磁波的反射也很高。金属材料吸收了电磁波之后，电磁场的能量主要转换为热能而半导体材料也能吸收特定波长的电磁波，比如太阳能电池，其是将电磁场的能量转换为电能为人们使用。各种光电探测器，也是使用半导体材料制成的，用于探测不同波段的电磁波, 比如夜视仪就是使用吸收红外波段的电磁波的材料来实现的。

电磁波太广泛了，一般来说，分子、原子都具有一定的吸收能力，当高频电磁波能量对他们辐射时，他们吸收能量，跃迁、回跃，然后以另一种形式释放出来，这样就吸收了。换句话说，比如我们常见的钠灯以及其他气体发光灯，就利用了这个原理，不过目前隔绝高频电磁场的方式方法，一般是采用吸收加隔绝的方式，也就是屏蔽为主，如果电磁波能量不大，一般可以被金属吸收，即便能量大一般也可以在元素周期表中，重金属元素对电磁波的能量损耗最大，这也就是为什么医疗研究领域X射线衍射和核磁共振衍射所采用的一般都是厚重的铅板的原因了。对于普通小功率的辐射,一般只要用金属包裹，然后接地就可以了，比如电脑的机箱就是这样的原理，包裹起到了隔绝的作用，但由于能量激发，他还会以其他能量形式释放出吸收的能量，如果接地了那他就被导入大地,就自然损耗掉了。

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