复合型吸波材料产品技术深度调查

第一节 国内市场最新技术运用状况

由于历史的原因，军用TEMPEST技术发展在先，民用EMC技术发展在后，军用电磁波吸收材料的研究也始终领先于民用电磁波吸收材料的研究，电磁波吸收体的研究也是如此。就整体上来说，由于技术发展的要求，对电磁波吸收材料的性能和电磁波吸收体的设计提出了更高的要求，单一的材料和结构已不能满足要求。

对于军用电磁波吸收材料来讲，由单一频段、窄频带材料向多频段和宽频带方向发展。超微细结构和复合结构成为重要的发展方向，新型电磁波吸收材料和电磁波吸收结构成为研究热点。

电磁波吸收体不但可以作为吸波材料用于电磁波屏蔽暗室，还可以用于各种电子设备中用于电磁波的吸收和电磁场的设计。电磁波吸收体是电磁波屏蔽暗室必不可少的吸波材料，有角锥状浸有吸波粉料的复合海绵吸波体，其尺寸与吸波频率有关，形状设计是为了电磁波的阻抗匹配，可以满足30MHz—40GHz频带、10—20dB的电磁波吸收率；平板状、网格状和双层型铁氧体吸波材料，可以满足30MHz—2GHz频带、10dB的电磁波吸收率。电磁波屏蔽暗室用的电磁波吸收体是与暗室的尺寸相适应的，并且为了有效的利用空间也在不断地减小厚度。

电磁波屏蔽暗室用的电磁波吸收体由于其体积和重量的限制，在民用电子信息产品上无法使用。毫米厚度的电磁波吸收体在军事上已经取得实战上的应用，但在民用上因为种种原因发展比较慢，但是日本和西欧国家已经有厚度为毫米量级的电磁波吸收体展示，国内在这方面的产品还不多见

第二节 国际市场最新技术运用状况

国外对吸波材料的研究十分活跃，特别是纳米材料具有极高的电磁波吸收特性，已成为吸波材料研究发展中的一个新领域。智能材料因具有感知功能、信号处理功能、自己指令并对信号具有最佳响应的功能而成为隐身材料研究的一个热点。而最理想的吸波涂层是其化学成分能使电磁波在其内的波长不因入射波的频率变化而变化，目前国内外尚未做到这一点。在先进复合材料基础上发展起来的即能隐身又能承载的结构型吸波材料具有涂覆材料无可比拟的优点，是当代隐身材料主要发展方向。其研制的关键是复合材料层板的研制与其介电性能的设计匹配，有“吸、透、散”功能的夹芯材料的研制与设计以及各个因素的优化组合匹配等。应用计算机辅助优化设计在有限的条件约束下为结构层吸波材料的研究提供了方便，可望近期内对结构型吸波材料及其结构型式的研究会有更大发展。

目前国际市场应用的主要吸波复合材料动态如下：

（1）碳-碳复合材料

美国威廉斯国际公司研制的碳-碳复合材料适用于高温部位，能很好地抑制红外辐射并吸收雷达波。在发动机部位用致密炭泡沫层来吸收发动机排气的热辐射，还可制成机翼前缘、机头及机尾。

（2）含铁氧体的玻璃钢材料

这种材料质轻、强度和刚度高，日本已将它装备在空对舰导弹(ASM-1)的尾翼上，其弹翼也将使用这种材料改装，使其隐身性能大为提高。

（3）充填石墨的复合材料

美国在石墨-热塑性复合材料和石墨-环氧树脂复合材料的研制方面取得很大进展，这些材料在低温下仍保持韧性。

（4）玻塑材料

这种由美国道尔化学公司研制的材料型号为Fibalog，是在塑料中加入玻璃纤维而制成的，据报道，这种材料较坚硬，可作为飞机蒙皮和一些内部构件，而无需加金属加强筋，并具有较好的吸收雷达波特性。

（5）碳纤维复合材料

美国空军材料实验室研制的碳纤维复合材料能吸收辐射热，而不反射辐射热，既能降低雷达波特性，又能降低红外线特征，用它可制作发动机舱蒙皮、机翼前缘以及机身前段。

（6）碳化硅纤维、碳化硅-碳纤维复合材料

碳化硅纤维中含硅，不仅吸波特性好，能减弱发动机红外信号，而且具有耐高温、相对密度小、韧性好、强度大、电阻率高等优点，是国外发展很快的吸波材料之一，但仍存在一些问题，如电阻率太高等。将碳、碳化硅以不同比例，通过人工设计的方法，控制其电阻率，便可制成耐高温、抗氧化、具有优异力学性能和良好吸波性能的SiC-C复合纤维。SiC-C复合纤维与环氧树脂制成的复合材料，由SiC-C纤维和接枝酰亚胺基团与环氧树脂共聚改性为基体组成的结构材料，吸波性能都很优异。

（7）混杂纤维增强复合材料

混杂纤维复合材料是指两种或两种以上的纤维增强同一种基体得到的复合材料。在力学性能上，混杂纤维复合材料不仅能保留单一纤维复合材料的优点，还可做到不同纤维间性能取长补短、匹配协调，使之具有优异的综合性能。根据不同部位、不同结构的不同要求，隐身飞机上可能较多地采用了混杂复合材料，以增加吸波效果、拓宽吸波频带。玻璃纤维、芳纶、碳纤维等可混杂使用，即可层内混杂或层间混杂。目前已能制造出吸波性能很好的混杂纤维增强复合材料，广泛用于飞机制造中。

（8）特殊碳纤维增强的碳-热塑性树脂基复合材料

与热固性复合材料相比，热塑性复合材料具有耐高温、韧性好、损伤容限能力强、便于大面积整体成型和再加工等一系列优点，是国外正在发展的一种新型的复合材料。如PEEK、PEK和PPS等树脂都具有比较好的雷达传输和介电透射特性，当雷达波透射到这些树脂基复合材料时，不容易形成爬行的电磁波。这种材料具有极好的吸波性能，能使频率为0.1MHz～50GHz的脉冲大幅度衰减，现在已用于先进战斗机（ATF）的机身和机翼，其型号为APC（HTX）。另外APC-2是CelionG40-700碳纤维与PEEK复丝混杂纱单向增强的品级，特别适宜制造直升机旋翼和导弹壳体，美国隐身直升机LHX已经采用此种复合材料。

（9）结构手征复合材料

手征材料特征是指物体与其镜像不存在几何对称性，而且不能使用任何方法使物体与镜像相重合。手征材料的研究是当前吸波材料的一个热门领域，它与普通材料相比，有两个优势：一是调整手征参数比调节介电参数和磁导率容易，大多数材料的介电参数和磁导率很难在较宽的频带上满足反射要求；二是手征材料的频率敏感性比介电参数和磁导率小，容易实现宽频吸波。在实际应用中主要有本征手征物体及结构手征物体两类，本征手征物体本身的几何形状如螺旋线等，使其成为手征物体，结构手征物体各向异性的不同部分与其它成分成一角度关系，从而产生手征行为，结构手征材料可由多层纤维增强材料构成，其中纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维等，可将每层的纤维方向看作该层的轴线，将各层纤维材料以角度渐变的方式叠合时，构成结构手征复合材料。

第三节 国内技术市场区域优势

复合型吸波材料的发展将促进包括复合材料产业在内的高新技术产业的形成与发展，同时，还将带动传统产业和支柱产业的改造和产品的升级换代，提高国际竞争力。基地建设有利地推动地方新材料产业的发展，并在一些领域形成了特色。从分布和发展态势来看，区域性特征明显，市场经济越发达、市场机制越健全的地方，区域集聚格局越健康、基地的地位越突出，已成为推动我国区域经济发展、材料及相关制造业发展的重要力量。

长江三角洲地区是我国最大的制造业基地，新材料产业发展迅猛，集群化趋势明显，已形成了有一定特色产业区域和产业带。在主导产业中有一半是具有比较优势的材料行业，并且在材料产业中的产值比重达到了50％以上，市场占有率则普遍高于全国市场份额的20％，从发展势头上看材料产业优势还在进一步扩张；珠江三角洲新材料产品行业集中度高，出口创汇能力较强，外向型特点突出，科技创新活跃。

长江三角洲地区是我国最大的制造业基地，新材料产业发展迅猛，集群化趋势明显，已形成了有一定特色产业区域和产业带。在主导产业中有一半是具有比较优势的材料行业，并且在材料产业中的产值比重达到了50％以上，市场占有率则普遍高于全国市场份额的20％，从发展势头上看材料产业优势还在进一步扩张；珠江三角洲新材料产品行业集中度高，出口创汇能力较强，外向型特点突出，科技创新活跃。
 

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