隨著吸波材料的應(yīng)用日益廣泛，對它的要求也越來越高。目前，吸波材料正朝著“厚度薄，質(zhì)量輕，吸收頻帶寬，吸波性能強”的方向發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，以聚合物為基體的復(fù)合材料的吸波性能除了與吸收劑本身的性質(zhì)包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、尺寸、形貌等有關(guān)外，同時與吸收劑在基體中的分布狀態(tài)(隨機分布或者定向排列)都有密切的關(guān)系。在吸收劑以及基體確定的前提下，對吸收劑在基體中的分布狀態(tài)進行調(diào)節(jié)為復(fù)合吸波材料的綜合性能設(shè)計提供了更為廣闊的空間。

　　具有定向分布結(jié)構(gòu)的材料在有機電子器件，組織工程等方面具有廣泛的應(yīng)用價值，制備具有定向分布結(jié)構(gòu)的材料已經(jīng)成為當前材料研究領(lǐng)域的一個熱點。

　　采用磁場誘導(dǎo)法制備了定向排列的羰基鐵粉/環(huán)氧樹脂吸波涂層，通過調(diào)節(jié)羰基鐵粉在樹脂基體中的分布狀態(tài)來調(diào)節(jié)涂層的電磁參數(shù)，兼進而通過調(diào)節(jié)涂層的厚度來調(diào)節(jié)涂層的吸波性能。羰基鐵粉定向排列以后，涂層的磁導(dǎo)率升高，介電常數(shù)隨著羰基鐵粉定向排列的方向不同而表現(xiàn)出各向異性，定向排列的羰基鐵粉的法線方向平行于電磁波入射方向時的介電常數(shù)高于平行于入射電磁波電場分量時的介電常數(shù)。

　　反射率計算結(jié)果表明，羰基鐵粉的定向排列能降低吸波涂層的匹配厚度，拓寬吸波涂層的吸收帶寬。羰基鐵粉含量為75wt%，定向排列的羰基鐵粉的法線方向平行于入射電磁波的電場分量方向時，涂層在厚度為1.4mm時小于-10dB的帶寬能達到12.5GHz。

　　以羰基鐵粉為磁損耗吸收劑，分別以碳黑、納米石墨片、碳纖維為電損耗吸收劑，采用流延法制備了羰基鐵粉/碳黑,羰基鐵粉/納米石墨片，羰基鐵粉/碳纖維定向排列和隨機分布的吸波涂層，觀察了涂層的微觀結(jié)構(gòu)，測試了涂層的電磁參數(shù)，研究了吸收劑在基體中的分布狀態(tài)、吸收劑的含量、涂層的厚度對涂層電磁參數(shù)和吸波性能的影響。

　　對于羰基鐵粉/碳黑/環(huán)氧樹脂涂層，碳黑的加入提高了涂層的介電常數(shù)，涂層的磁導(dǎo)率隨著碳黑含量的增加而小幅度增加。羰基鐵粉的定向排列和碳黑的加入擴寬了涂層的吸收帶寬，提高了涂層的吸波性能。對于羰基鐵粉/納米石墨片/環(huán)氧樹脂涂層，納米石墨片的加入提高了涂層的介電常數(shù)，涂層的磁導(dǎo)率隨著納米石墨片含量的增加而增加。加入納米石墨片以后，涂層的吸收帶寬增加，匹配厚度降低，涂層能在較薄的厚度下獲得較理想的吸收帶寬。羰基鐵粉的定向排列提高了涂層的磁導(dǎo)率和磁損耗，納米石墨片的定向提高了涂層的電損耗。羰基鐵粉和納米石墨片定向以后的涂層，其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率進一步增加。將定向的羰基鐵粉/納米石墨片/環(huán)氧樹脂涂層與隨機分布的羰基鐵粉/環(huán)氧樹脂涂層相比，定向的羰基鐵粉/納米石墨片/環(huán)氧樹脂涂層能在厚度較薄時獲得較寬的吸收帶寬。對于羰基鐵粉/碳纖維/環(huán)氧樹脂涂層，羰基鐵粉的定向提高了涂層的磁損耗，碳纖維的加入提高了涂層的電損耗。涂層的介電性能由于碳纖維的排列方向不同而表現(xiàn)出明顯的各向異性，碳纖維排列方向平行于電磁波的電場分量時涂層的介電常數(shù)要高于平行于電磁波的磁場分量的介電常數(shù)。羰基鐵粉定向的涂層能在較薄的厚度時獲得較寬的吸收帶寬。加入碳纖維后，涂層可以在更薄的厚度下獲得更大的帶寬，例如,當涂層厚度為1.3mm時，涂層反射率小于-5dB的帶寬為13GHz，吸收頻率范圍為5-18GHz。

　　我們用不同碳纖維排列方向的涂層設(shè)計成了雙層吸波材料，與單層的涂層相比，雙層吸波涂層能夠在相同的厚度條件下獲得更寬的吸收帶寬。通過表面氧化技術(shù)(發(fā)藍反應(yīng))的方法制備出了四氧化三鐵包覆羰基鐵粉。由于羰基鐵粉表面氧化包覆了一層高電阻率的Fe_3O_4晶體，四氧化三鐵包覆羰基鐵粉涂層介電常數(shù)降低，涂層的磁導(dǎo)率也降低，但仍保持在較高的數(shù)值。四氧化三鐵包覆羰基鐵粉涂層反射率吸收峰的頻率相對于原始羰基鐵粉涂層來說向高頻移動，同時,當涂層厚度在1.0-1.5mm之間時，四氧化三鐵包覆羰基鐵粉涂層反射率小于-5dB的帶寬要比原始羰基鐵粉涂層要寬。

　　實驗結(jié)果證明，在羰基鐵粉顆粒表面包覆一層Fe_3O_4晶體能調(diào)節(jié)涂層的電磁參數(shù)，進而改善涂層的阻抗匹配，提高涂層的吸波性能。采用磁場誘導(dǎo)法，實現(xiàn)了四氧化三鐵包覆羰基鐵粉在基體中的定向排列。研究結(jié)果表明，定向排列的四氧化三鐵包覆羰基鐵粉涂層介電常數(shù)和磁導(dǎo)率相對于隨機分布涂層都有升高，并且能在更薄的厚度時獲得更寬的吸收帶寬。