電磁波屏蔽及吸波材料（第二版）

第1章電磁波理論基礎(chǔ)1

11電磁場基本方程1

111麥克斯韋方程組1

112靜態(tài)電磁場基本方程3

113電磁場邊界條件4

114電磁場的能量6

12媒質(zhì)的電磁特性7

121電介質(zhì)的極化7

122磁介質(zhì)的磁化9

13平面電磁波基本方程11

131理想介質(zhì)空間的平面電磁波11

132有耗媒質(zhì)空間的平面電磁波14

133電磁波的極化16

14均勻平面波的反射與折射19

141均勻平面電磁波對分界面的垂直入射20

142多層媒質(zhì)分界面上的垂直入射24

143均勻平面電磁波對分界面的斜入射26

15導(dǎo)行電磁波29

151傳輸線理論30

152平行板波導(dǎo)37

153矩形波導(dǎo)39

154矩形諧振腔44

155圓柱波導(dǎo)及圓柱諧振腔的特性參數(shù)45

參考文獻48

第2章電磁波的危害及其屏蔽原理49

21電磁波的危害49

211電磁波污染的分類49

212電磁波對人體的影響50

213電磁波對環(huán)境的影響52

214電磁波對設(shè)備的影響53

215電磁污染的途徑53

22電磁屏蔽原理54

221電磁屏蔽的類型54

222靜電屏蔽55

223交變電場的屏蔽56

224磁場的屏蔽57

225電磁屏蔽與屏蔽效能59

23電磁防護標準61

231電磁輻射容許值標準61

232我國的電磁防護標準62

233美國的電磁防護標準63

234前蘇聯(lián)的電磁防護標準64

235IRPA的電磁防護標準65

參考文獻66

第3章屏蔽體的設(shè)計67

31理想屏蔽體67

311屏蔽原理67

312接地系統(tǒng)69

313電源線的處理71

32屏蔽板材的厚度72

321厚度計算72

322屏蔽體的選材73

33縫隙對屏蔽體的影響74

331孔隙對屏蔽效能的影響及其計算74

332孔隙的處理77

333網(wǎng)材屏蔽效能78

參考文獻82

第四章介電材料與透波材料84

41概述84

42介質(zhì)的極化85

421半徑為R的球核模型85

422分子的極化86

43極性分子的極化88

431極化的表征88

432德拜弛豫與介電損耗89

433化學鍵的電偶極矩91

44介電材料92

441介電材料的分類92

442介電材料的特性參數(shù)93

443有耗介電材料95

444無耗或低耗介電材料100

45透波材料110

451透波原理110

452無機透波材料113

453有機透波材料與有機無機透波材料116

參考文獻120

第5章磁性材料與電性材料基礎(chǔ)122

51物質(zhì)的磁性122

511物質(zhì)磁性的來源122

512磁質(zhì)的分類125

513磁性相關(guān)基本物理量126

514磁性材料的靜磁能——外場能和退磁能127

515磁晶各向異性及能量129

516磁性理論發(fā)展簡介130

52磁性材料的結(jié)構(gòu)——磁疇131

521布洛赫壁133

522奈耳壁134

53磁性材料的靜態(tài)磁化與反磁化135

531靜態(tài)磁化過程136

532疇壁位移過程137

533磁化矢量轉(zhuǎn)動過程138

534靜態(tài)反磁化過程139

54鐵磁材料在動態(tài)磁化過程中的磁損耗141

541概述141

542磁體的磁損耗和儲能143

543鐵磁體的Q值和損耗角正切tanδμ144

544磁滯損耗144

545渦流損耗145

546磁后效損耗147

547尺寸共振損耗149

548鐵磁共振149

549自然共振損耗153

5410疇壁共振153

5411自旋波共振156

55電性材料基礎(chǔ)160

551電子類載流子導(dǎo)電機制160

552離子類載流子導(dǎo)電機制166

56復(fù)合材料的電性能168

561復(fù)合材料概述168

562復(fù)合效應(yīng)169

563復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)170

564復(fù)合材料中的逾滲理論171

參考文獻182

第6章電磁波吸收劑185

61吸收劑的性能表征185

611吸收劑的電磁參數(shù)185

612吸收劑的密度187

613吸收劑的粒度188

614吸收劑的形狀188

615工藝性188

616化學穩(wěn)定性和耐環(huán)境性能188

62電磁波吸收劑的類型189

621電阻型吸收劑189

622電介質(zhì)型吸波劑193

623磁介質(zhì)型吸波劑193

624吸波劑的改性217

625新型吸波劑222

63吸波劑研究展望229

參考文獻230

第七章吸波體基礎(chǔ)知識239

71吸波體的組成特征239

711均勻分布240

712層狀分布240

713球形分布240

714沿開放式多孔泡沫分布241

72吸波體的結(jié)構(gòu)類型242

721涂覆型吸波材料243

722結(jié)構(gòu)型吸波材料247

73折射率與介電常數(shù)256

74介質(zhì)波導(dǎo)259

741引言259

742介質(zhì)波導(dǎo)260

75諧振腔264

751開放式諧振腔264

752諧振腔的穩(wěn)定性265

753諧振腔的特性與參數(shù)267

754諧振球272

參考文獻273

第8章吸波體設(shè)計原理279

81能量守恒原理279

82吸波體中的電磁干涉280

83吸波體的阻抗匹配282

參考文獻285

第9章吸波體設(shè)計286

91吸波體的設(shè)計目標與思路286

911設(shè)計目標286

912設(shè)計思路286

92傳輸線理論在吸波體中的應(yīng)用293

921傳輸線理論293

922傳輸線理論在單層吸波體中的應(yīng)用295

923傳輸線理論在多層吸波體中的應(yīng)用304

924傳輸線理論的局限性308

93具有均勻分布特征的涂層與平板的設(shè)計309

931組織設(shè)計309

932結(jié)構(gòu)設(shè)計312

933均勻分布涂層與平板的改進314

94微波暗室用吸波體的設(shè)計314

941吸波體的結(jié)構(gòu)類型315

942頻寬設(shè)計316

943吸收效能設(shè)計318

944材料及工藝319

945存在問題321

95諧振型吸波體的設(shè)計322

951綜述322

952組織特征323

953理論模型分析325

954吸收性能327

955制造工藝330

956諧振型吸波體的應(yīng)用和發(fā)展前景332

參考文獻332

第10章電磁屏蔽與吸波特性測試方法336

101基本測試條件簡介337

1011屏蔽室和電波暗室337

1012亥姆霍茲線圈338

1013平行板線338

1014TEM小室339

102主要測試儀器340

1021測量接收機340

1022網(wǎng)絡(luò)分析儀341

1023駐波測量線342

1024微波功率計343

1025場強計與天線344

103基本電磁特性的測試345

1031駐波測量345

1032反射系數(shù)測量348

1033阻抗測量349

104材料電磁特性參數(shù)的測量350

1041終端短路法350

1042長試樣法353

105材料屏蔽與吸波特性的測試354

1051駐波測量線法354

1052場強計法355

1053網(wǎng)絡(luò)分析儀法356

參考文獻357

第11章電磁屏蔽與吸波材料的應(yīng)用358

111概述358

1111微波暗室的屏蔽359

1112通信電纜的屏蔽373

1113電磁輻射的防護375

112隱形材料在軍工產(chǎn)品上的應(yīng)用378

1121飛機隱身技術(shù)379

1122坦克隱身技術(shù)386

1123船艦隱身技術(shù)388

1124巡航導(dǎo)彈隱身技術(shù)393

1125反隱身技術(shù)395

113隱形材料在民用產(chǎn)品上的應(yīng)用397

1131環(huán)境電磁輻射及防護397

1132人體防護400

1133建筑防護403

1134精密儀器406

1135日用品407

1136電磁信息泄漏防護410

114吸波貼片材料在無線射頻識別技術(shù)中的應(yīng)用412

參考文獻415

本書是《電磁波屏蔽及吸波材料》的第二版，介紹了電磁波屏蔽及吸波材料的相關(guān)知識，具體內(nèi)容包括電磁波理論基礎(chǔ)、電磁波的危害及其屏蔽原理、屏蔽體的設(shè)計、介電材料與透波材料、磁性材料與電性材料基礎(chǔ)、電磁波吸收劑、吸波體基礎(chǔ)知識、吸波體設(shè)計原理、吸波體設(shè)計、電磁屏蔽與吸波特性測試方法、電磁屏蔽與吸收材料的應(yīng)用。 。本書力求理論聯(lián)系實際，提供較豐富的相關(guān)理論及實例表述，對相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員有較好的指導(dǎo)意義。

本書適宜電磁波屏蔽及吸波材料行業(yè)從業(yè)人員，以及大專院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

第1章低頻吸波材料概述1

1．1低頻電磁輻射概況1

1．1．1低頻電磁輻射的危害1

1．1．2電磁輻射的防護途徑2

1．2吸波材料3

1．2．1吸波材料的電物理特性3

1．2．2吸波材料電磁參數(shù)的匹配與作用機理7

1．3吸波材料研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8

1．3．1吸波材料研究現(xiàn)狀8

1．3．2低頻吸波材料研究發(fā)展趨勢13

參考文獻14

第2章鋰鋅鐵氧體的制備及低頻吸波性能19

2．1實驗原料與設(shè)備20

2．1．1實驗原料20

2．1．2實驗儀器與設(shè)備20

2．2分析及測試技術(shù)20

2．2．1熱分析20

2．2．2X射線衍射21

2．2．3掃描電鏡22

2．2．4透射電鏡22

2．2．5電磁吸波性能測試22

2．2．6MATLAB25

2．3鋰鋅鐵氧體的制備工藝及其化學組分配比的選擇26

2．4鋰鋅鐵氧體后續(xù)熱處理工藝參數(shù)的確定31

2．4．1純鋰鋅鐵氧體干凝膠的TG/DTA分析31

2．4．2熱處理工藝參數(shù)對純鋰鋅鐵氧體微觀結(jié)構(gòu)的影響32

2．4．3熱處理工藝參數(shù)對鋰鋅鐵氧體電磁吸波性能的影響36

2．5制備工藝參數(shù)對純鋰鋅鐵氧體吸波性能的影響機理分析41

2．6氧化鉍及硝酸鉍抑制劑對純鋰鋅鐵氧體的影響45

本章小結(jié)47

參考文獻48

第3章?lián)诫s鎂和銅對鋰鋅鐵氧體的結(jié)構(gòu)及吸波性能的影響49

3．1摻雜鎂和銅的鋰鋅鐵氧體的制備49

3．2摻雜鎂和銅對鋰鋅鐵氧體的影響50

3．2．1摻雜鎂和銅對鋰鋅鐵氧體微觀結(jié)構(gòu)的影響50

3．2．2摻雜鎂和銅對鋰鋅鐵氧體吸波性能的影響51

3．2．3鎂和銅的摻雜影響機理分析53

3．3鎂的不等量摻雜對鋰鋅鐵氧體的影響54

3．4銅的不等量摻雜對鋰鋅鐵氧體的影響57

本章小結(jié)59

參考文獻60

第4章?lián)诫s鑭和鈰對鋰鋅鐵氧體的結(jié)構(gòu)及吸波性能的影響61

4．1摻雜鑭和鈰的鋰鋅鐵氧體的制備61

4．2摻雜鑭和鈰對鋰鋅鐵氧體的影響62

4．2．1摻雜鑭和鈰對鋰鋅鐵氧體微觀結(jié)構(gòu)的影響62

4．2．2摻雜鑭和鈰對鋰鋅鐵氧體電磁吸波特性的影響63

4．2．3鑭和鈰的摻雜影響機理分析64

4．3鑭的不等量摻雜對鋰鋅鐵氧體的影響66

4．4鈰的不等量摻雜對鋰鋅鐵氧體的影響68

本章小結(jié)73

參考文獻74

第5章乙炔炭黑/純鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料的預(yù)設(shè)計及制備76

5．1全貌分析法76

5．2利用MATLAB對復(fù)合材料的預(yù)設(shè)計及制備77

5．3實際制備的復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)及吸波性能79

5．3．1實際制備的復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)79

5．3．2實際制備的復(fù)合材料的吸波性能82

5．4復(fù)合材料的實際吸波性能與預(yù)定值產(chǎn)生差異的機理分析84

本章小結(jié)85

參考文獻86

第6章有機/無機復(fù)合吸波材料的制備與性能87

6．1技術(shù)路線、實驗原料與實驗方法87

6．1．1技術(shù)路線87

6．1．2材料的選擇與設(shè)計88

6．1．3實驗原料與設(shè)備90

6．1．4分析測試技術(shù)91

6．2吸波劑的制備與表征92

6．2．1吸波劑的制備工藝92

6．2．2結(jié)果與討論96

6．3Solgel工藝制備鐵氧體納米粉體的動力學分析111

6．3．1溶膠凝膠化階段的反應(yīng)及動力學分析112

6．3．2熱處理階段的反應(yīng)及動力學分析114

6．4石蠟基復(fù)合吸波材料的制備與微波吸收性能118

6．4．1石蠟基復(fù)合吸波材料試樣的制備119

6．4．2石蠟基復(fù)合吸波材料試樣的微波吸收性能研究120

6．4．3吸波性能比較與優(yōu)選129

6．5不飽和聚酯基復(fù)合吸波材料的制備與微波吸收性能130

6．5．1不飽和聚酯基復(fù)合吸波材料試樣的制備130

6．5．2不飽和聚酯基復(fù)合吸波材料試樣的微波吸收性能研究131

6．5．3吸波性能比較與優(yōu)選136

本章小結(jié)137

參考文獻138

第7章細顆粒吸波劑在聚合物中往復(fù)射流分散技術(shù)的研究143

7．1細顆粒吸波劑在聚合物中的分散技術(shù)現(xiàn)狀143

7．2往復(fù)射流分散機理與分散裝置的設(shè)計144

7．2．1變截面區(qū)域內(nèi)往復(fù)射流的分散機理144

7．2．2往復(fù)射流分散裝置的設(shè)計146

7．3不同分散工藝對鋰鋅鐵氧體在聚合物中分散性的影響147

7．3．1不同分散工藝對前驅(qū)體混合物流動性的影響147

7．3．2不同分散工藝對鋰鋅鐵氧體在固化基體中的分布的影響149

7．3．3混合物組分含量對鋰鋅鐵氧體在固化基體中的分布的影響150

7．4不同分散工藝對碳納米管在聚合物中分散性的影響151

本章小結(jié)154

參考文獻154

第8章聚合物基納米復(fù)合吸波材料的吸波機理及設(shè)計初探156

8．1匹配原理156

8．2聚合物基納米復(fù)合吸波材料的吸波機理157

8．2．1量子尺寸效應(yīng)157

8．2．2表面效應(yīng)159

8．2．3共振吸收159

8．2．4磁性納米吸波材料損耗機制160

8．2．5摻雜對電磁波吸收的影響161

8．2．6吸收劑顆粒的散射、吸收、消光截面和電磁波的能量衰減161

8．3聚合物基復(fù)合吸波材料的吸波機理模型及理論計算163

本章小結(jié)165

參考文獻165

《低頻吸波材料及應(yīng)用》共分為8章。第1章重點論述了吸波材料的研究意義、吸波材料的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢；第2章詳細介紹了鋰鋅鐵氧體的制備工藝及工藝參數(shù)對低頻吸波性能的影響；第3、4章分別敘述了鎂、銅、鑭和鈰等元素摻雜對鋰鋅鐵氧體結(jié)構(gòu)與吸波性能的影響；第5章通過制備乙炔炭黑/鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料研究了吸波性能的預(yù)設(shè)計；第6章研究了有機/無機復(fù)合吸波材料的制備及在一定頻段內(nèi)電磁屬性及微波吸收特性；第7章介紹了細顆粒吸波劑在聚合物中往復(fù)射流分散技術(shù)的研究；第8章從阻抗匹配及損耗機制兩方面探討了聚合物基納米復(fù)合吸波材料的吸波機理。

《低頻吸波材料及應(yīng)用》力求為有關(guān)吸波材料的研究人員、大學相關(guān)專業(yè)高年級學生提供一些參考。同時也為研究生教學提供一本參考書。

所謂吸波材料，指能吸收或者大幅減弱投射到它表面的電磁波能量，從而減少電磁波的干擾的一類材料。在工程應(yīng)用上，除要求吸波材料在較寬頻帶內(nèi)對電磁波具有高的吸收率外，還要求它具有質(zhì)量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能 。