[发明专利]涂层型二茂铁高分子磁体-半导体配合物复合吸波材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层型二茂铁高分子磁体-半导体配合物复合吸波材料，特别是可用于2~16GHz广泛频段（即可覆盖S，L及X波段）雷达吸波的轻质、宽频及强吸收的涂层型二茂铁高分子磁体-半导体配合物复合吸波材料，及其制备方法。

背景技术

    现代无线电技术和雷达探测系统的迅猛发展，极大地提高了飞行器探测系统的搜索、跟踪目标的能力，传统作战武器所受到的威胁越来越严重。隐身技术，即谋求武器装备的隐身化，作为提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段，已成为军事强国角逐军事高新技术的热点。目前，多数吸波材料已广泛用作隐身材料。吸波材料通常可按损耗机理、吸收机理和化学成分等多种方法分类。其中，吸波材料按化学成分可分为：（1）无机吸波材料，包括铁氧体、金属粉、金属纤维、炭黑、碳纤维、石墨粉及其纤维、陶瓷及其纤维等；（2）有机高分子吸波材料，包括导电高分子（聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等）、高分子视黄基席夫（Schiff）碱盐和有机金属配合物等。

以铁氧体、羰基铁、超细磁性金属粉为主的吸波材料的研制和开发已经取得了很大进展，并已在军工和高科技领域上获得广泛应用。但铁氧体材料比重大，通常仅在低频段有较大优势；而金属粉（例如：羰基Fe，Co，Ni）则常用于高频段的吸收。炭黑、碳纤维和陶瓷的密度小，但没有磁性，单独使用不易制成宽带的吸波材料。为了研发新的比重轻、吸收频带宽、温度系数小的电磁波吸收材料，国际上正开展一系列新的研究工作，例如近十年来，吸波材料的研究中已出现了包括手性材料、多晶铁纤维及纳米材料等。这些新材料克服了早期的铁氧体等吸波材料比重大和温度性能差等缺点，但仍存在吸收频带窄，面密度大和效率低等缺点，应用上受到一定限制。

对采用导电高分子或使其和磁性材料匹配，以探索新的电磁波吸波材料，也已有多方面的研究。如法国的Laurent Olmedo等研究了聚吡咯、聚苯胺、聚-3-辛基噻吩在0~20GHz范围内的微波吸收性能，表明聚-3-辛基噻吩可平均衰减8dB，频带宽为3.0GHz（邢丽莫等编著，隐身材料，北京化工出版社，2004）。美国已研制出一种导电高分子材料与氰酸须复合的吸波材料，具有光学透明特性，可以喷涂在飞机座舱盖、精确制导武器和巡航导弹的光学透明窗口上。Stein等研究的导电吡咯聚合物，虽然在10~20GHz内对电磁波的最大衰减达到26dB，但衰减为10dB时的频宽也仅有3.0GHz。牛志成等将聚苯胺分别与Mn-Zn铁氧体和Fe₃O₄复合，制成导电导磁复合聚苯胺，在8-14GHz衰减为10dB 的频宽可为3.6GHz。研究表明，仅用无机磁体和导电高分子复合的方法展宽频带是有限的。目前，常用复合化及结构多层化来展宽吸收频带。

此外，目前已出现了从分子设计出发，将含有共轭基团的有机配体和过渡金属配位，从而提高共轭电子的离域程度来探讨新电磁波介质材料的研究思路。如Curric等报道（Adv.Tech.2000,15(1):62）用高分子视黄基Schiff碱盐（Retimyl Shifflas Salts）制成的吸波涂层可使雷达散射截面积（RCS）减缩80%，而比重却只有铁氧体的10%，引起了各国科学家的高度重视。王少敏等报道（宇航材料工艺,2000,2:41），高分子视黄基Schiff碱铁盐及吡啶铁配位聚合物在8~12GHz时，其吸收衰减大于10dB；茹海红等（宇航材料工艺，1989,4:33）报道，将四羧基酞菁铁接到高分子上合成一种吸波材料，它在4~8GHz也有良好的吸波性能；本申请的发明人也曾发表过关于轻质二茂铁型的吸波材料（功能材料，2001,32(5)及功能材料，2006增刊(37)卷1133）。尽管如此，上述报道的隐身材料仍都存在频带窄，效率低，密度大等缺点，应用上受到一定限制。

近年來，隐身涂料作为一种方便，经济，适应性好的隐身技术，己在航空航天，军事装备上得到广泛应用，但实际上任何类型的隐身技术尚难以同时达到面密度小、质量轻、材料厚度簿、隐身频段宽和吸波性能强（即轻，薄，宽，强）等各方面都满意的性能，往往只能顾及其主要应用范围方面的特点和性能指标。

发明内容

    针对上述情况，本发明提供了一种涂层型二茂铁高分子磁体-半导体配合物复合吸波材料及制备方法。该涂层型材料能方便地喷凃于任何形状的金属基材表面，生成坚韧弹性的轻质，宽频及强吸收的吸波凃层，其吸波范围可盖复S、X及Ku波段，即2-16GHz的广泛频段。