人類對吸波材料的研究始于二戰(zhàn)期間,西方國家為實(shí)現(xiàn)軍事領(lǐng)先,投入巨資研究吸波材料。而今,隨著電信業(yè)的迅速發(fā)展,吸波材料的應(yīng)用被深入到通訊抗干擾、環(huán)保及人體防護(hù)等諸多領(lǐng)域。
電磁輻射是通過熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)、累積效應(yīng)對人體造成直接或間接的傷害,將吸波材料用于電器、通訊業(yè),可以使電磁輻射降低到國家衛(wèi)生安全限制以下,即38微米/平方厘米,以確保人體健康。
將吸波材料用于高功率雷達(dá)、微波機(jī)械上,能防止機(jī)械運(yùn)動產(chǎn)生的電磁波泄漏,保護(hù)操作人員免受電磁輻射的傷害。
吸波材料有很多種。科學(xué)界的研究證實(shí),電磁波吸波材料中的高磁導(dǎo)率鐵氧體吸波材料為最佳,它具有較高的吸收頻段、高吸收率、匹配厚度較薄等特點(diǎn)。
根據(jù)電磁波在介質(zhì)中從低磁導(dǎo)向高磁導(dǎo)方向傳播的規(guī)律,利用高磁導(dǎo)率鐵氧體引導(dǎo)電磁波,當(dāng)各向異性的自旋矩與外加的電磁輻射頻率一致時,必然發(fā)生共振,這樣就可以大量吸收外界的電磁輻射能量,再通過磁矩自身的旋轉(zhuǎn)-藕合,把電磁波的能量轉(zhuǎn)變成熱能的形式耗散。
怎么證明電磁波被吸波材料吸收了呢?讓我們來做一下測試和比較:為了消除外界電磁波干擾,材料測試需要在暗室中進(jìn)行。暗室由吸收體構(gòu)成,而且六個面均完全被吸收體覆蓋。測試系統(tǒng)由信號發(fā)生器和頻譜儀構(gòu)成。測試吸波材料的吸收性能時,將喇叭天線蓋在材料上,啟動信號發(fā)生器發(fā)出一定強(qiáng)度的電磁波。當(dāng)使用吸材料時,從頻譜儀上可以看到微弱的電磁波信號,證明電磁波被材料吸收而轉(zhuǎn)變成熱能耗散。當(dāng)把鐵氧體換成金屬材料時,從頻譜儀上能看到很強(qiáng)的電磁波信號,證明金屬沒有吸收作用。
1996年1月1日,歐盟頒布了CE標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定凡是電子產(chǎn)品、通信產(chǎn)品以及一電子設(shè)備要投放市場,就必須通過電磁兼容指標(biāo)的檢查,達(dá)不到電磁兼容指標(biāo)的,不允許投放市場。
電磁吸波材料作為材料科學(xué)的分支,其應(yīng)用的廣泛,很可能使之在世紀(jì)之交成為新產(chǎn)業(yè),成為電子信息的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),也必將為重塑人類的潔凈空間作出巨大貢獻(xiàn)。
考點(diǎn)訓(xùn)練
1.下列對“吸波材料”的解說正確的一項(xiàng)是( )
A.吸波材料是一種能抵擋并消除電磁輻射的材料。
B.吸波材料用于電器、通訊業(yè),可以使電磁輻射降低到38微米/平方厘米以下。
C.吸波材料用于高功率雷達(dá)、微波機(jī)械上,能保護(hù)操作人員免受傷害。
D.吸波材料具有較高的吸收頻段,高吸收率,匹配厚度較薄等特點(diǎn)。
2.第六段中“這樣就可以大量吸收外界的電磁輻射能量”的“這樣”指的是( )
A.電磁波在介質(zhì)中從低磁導(dǎo)向高磁導(dǎo)方向傳播的規(guī)律
B.利用高磁導(dǎo)率鐵氧體引導(dǎo)電磁波
C.當(dāng)各向異性的自旋矩與外加的電磁輻射頻率一制時,必然發(fā)生共振
D.必然發(fā)生共振
3.下列對文章內(nèi)容的推斷不正確的一項(xiàng)是( )
A.電磁輻射對環(huán)境的影響日益增大,為此,我們必須尋找吸波材料。
B.電磁輻射強(qiáng)的產(chǎn)品將不允許投入市場。
C.吸波材料的研究始于二戰(zhàn)期間,在軍事領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。
D.吸波材料的廣泛應(yīng)用,也必將使人類的生存空間變得越來越“潔凈”。
【劉新明/設(shè)題】
答案:
《尋找吸波材料》
1.B(A應(yīng)為“削弱”,C應(yīng)為“免受電磁輻射的傷害”,這里擴(kuò)大了范圍;D應(yīng)為“高磁導(dǎo)率鐵氧體吸波材料”的特點(diǎn),這里擴(kuò)大了范圍。)
2.C
3.C(文中無依據(jù)。)