電磁輻射控制材料是指通過與電磁波相互作用，能夠調(diào)控電磁波傳導(dǎo)、吸收和反射特性的材料，主要包括紅外輻射控制材料、射頻及微波輻射控制材料等。射頻及微波輻射控制材料是高密度電子集成的重要支撐材料，紅外輻射控制材料則應(yīng)用于智能建筑節(jié)能、汽車隔熱及電子設(shè)備的熱量管理等。此外，作為隱身材料，在國(guó)防領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用背景。

電磁輻射控制示意圖

國(guó)家電磁輻射控制材料工程技術(shù)研究中心的前身是2006年在電子科技大學(xué)建立的教育部電磁防護(hù)材料工程研究中心(以下簡(jiǎn)稱中心)。中心在電磁輻射控制材料的設(shè)計(jì)機(jī)理、性能測(cè)試與表征、制備及工程化應(yīng)用領(lǐng)域，特別是針對(duì)紅外輻射控制涂料及薄膜、多頻譜電磁波吸收涂料、射頻及微波電磁傳導(dǎo)材料、低溫共燒陶瓷(LTCC)及其天線介質(zhì)基板材料、射頻及微波吸收結(jié)構(gòu)等材料領(lǐng)域開展應(yīng)用基礎(chǔ)、技術(shù)開發(fā)和工程化研究。中心面積5 000余平方米，設(shè)備投入8 000余萬元，建立了具有國(guó)際一流水平的電磁輻射控制材料研究與測(cè)試平臺(tái)，成為國(guó)內(nèi)電磁輻射控制材料的重要研究基地和人才培養(yǎng)基地。

國(guó)家電磁輻射控制材料工程技術(shù)研究中心

中心在創(chuàng)建者鄧龍江教授的帶領(lǐng)下，與航空、航天、電子等行業(yè)的科研院所和企業(yè)聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)，合作開發(fā)項(xiàng)目多達(dá)100項(xiàng)。并與美國(guó)、俄羅斯、德國(guó)等世界知名大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)開展國(guó)際科技合作和高水平人才培養(yǎng)。在產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用方面，與30余家企業(yè)開展合作，10余項(xiàng)成果成功轉(zhuǎn)化，推動(dòng)了企業(yè)產(chǎn)品的升級(jí)換代和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，有力促進(jìn)了我國(guó)電子材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向中高端邁進(jìn)。

近5年來，中心承擔(dān)國(guó)家、省部級(jí)和國(guó)際合作項(xiàng)目達(dá)130余項(xiàng)，其中國(guó)家縱向項(xiàng)目(含總裝、國(guó)防科工局、教育部、科技部等部門下達(dá)科研項(xiàng)目)80余項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目20余項(xiàng);在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文500余篇，其中被SCI、EI、ISTP收錄200余篇;申請(qǐng)發(fā)明專利70余項(xiàng)。形成以高磁損耗吸收劑及吸收材料、微波參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)、電磁輻射特性快速計(jì)算方法為代表的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)成果。先后獲國(guó)家和省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)20余項(xiàng)，其中國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)防科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)。

1 研究方向

電磁輻射控制方法與計(jì)算技術(shù)研究 開展電磁輻射及RCS計(jì)算方法與軟件、RFID/NFC等高密度集成器件設(shè)計(jì)及方法、電磁輻射控制材料應(yīng)用方案等研究。為材料設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用提供理論支持。

電磁輻射控制材料制備技術(shù)研究 開展低紅外發(fā)射率材料、射頻及微波高磁導(dǎo)率吸收劑、有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料、基于周期結(jié)構(gòu)的電磁功能材料等的機(jī)理、制備工藝及電磁性能研究。為紅外輻射控制材料、射頻及微波輻射控制材料產(chǎn)業(yè)化提供可轉(zhuǎn)換系列成果。

電磁參數(shù)及電磁輻射特性測(cè)試技術(shù)研究 開展電磁輻射控制材料的紅外發(fā)射率、復(fù)磁導(dǎo)率、復(fù)介電常數(shù)特性參數(shù)、RFID天線等高密度電子集成裝備電磁輻射特性、不同目標(biāo)電磁散射特性的測(cè)試方法和測(cè)試系統(tǒng)等研究工作。建立了國(guó)家電磁輻射控制材料測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)，并提供測(cè)試等技術(shù)服務(wù)。

2 平臺(tái)建設(shè)

中心擁有完整的電磁輻射控制材料性能測(cè)試平臺(tái)(頻段覆蓋紫外到微波)和較為齊全的電磁輻射控制材料顯微結(jié)構(gòu)表征手段，具備系列化、多品種電磁輻射控制材料的研發(fā)試制能力。包括系列高溫加熱設(shè)備、非晶薄帶快淬及其晶化設(shè)備、薄膜濺射設(shè)備、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(含能譜儀)、高低溫穆斯堡爾譜儀、微波電磁參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)、紅外熱成像系統(tǒng)、紫外/可見光/近紅外分光光度計(jì)、NSI遠(yuǎn)近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)、MI緊縮場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)、SATIMO球面近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)、SGI服務(wù)器等材料計(jì)算/制備/測(cè)試/分析儀器、設(shè)備及裝置。兩個(gè)工程技術(shù)示范基地——四川智溢實(shí)業(yè)有限公司和成都佳馳電子科技有限公司，擁有一流的材料中試及工程化批量生產(chǎn)裝備，積累了豐富的科技成果工程轉(zhuǎn)化和輻射經(jīng)驗(yàn)。

工程技術(shù)研究中心團(tuán)隊(duì)

3 團(tuán)隊(duì)建設(shè)

中心擁有一支具備材料學(xué)、電磁學(xué)等多學(xué)科背景的人才隊(duì)伍?，F(xiàn)有人員251人、其中工程院院士1人、國(guó)家杰出青年基金獲得者4人、“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授3人、青年千人1人、教育部新(跨)世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃6人、新世紀(jì)百千萬人才工程人選1名。中心的流動(dòng)研發(fā)隊(duì)伍中，包括在站博士后、在讀博士研究生20余人、在讀碩士研究生80余人，每年還接受10余名來自國(guó)內(nèi)外的客座研究人員。在電磁輻射控制材料機(jī)理與設(shè)計(jì)、電磁輻射控制性能測(cè)試與表征、電磁輻射控制材料制備及應(yīng)用設(shè)計(jì)等技術(shù)領(lǐng)域擁有李言榮教授、鄧龍江教授、聶在平教授、張懷武教授、張樹人教授等學(xué)術(shù)帶頭人。

4 代表性成果

高磁損耗吸收劑 研發(fā)的基于納米晶結(jié)構(gòu)的新型片狀吸收劑，突破了吸波材料的關(guān)鍵技術(shù)，其電性能、力學(xué)性能、環(huán)境穩(wěn)定性等均取得了很好的結(jié)果。目前已發(fā)展成為國(guó)內(nèi)新一代高效電磁波吸收劑，在國(guó)內(nèi)眾多型號(hào)上實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。該技術(shù)成果具有顯著的軍民共用技術(shù)特點(diǎn)，曾榮獲中組部、總裝備部等5部委聯(lián)合頒發(fā)的“高技術(shù)武器裝備建設(shè)工程突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”和2008年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。相關(guān)成果成功應(yīng)用于航空、航天、兵器、電子等行業(yè)中，年使用量已達(dá)到20余噸，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，形成了電子科技大學(xué)在該領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和特色。

高磁損耗吸收劑及吸收材料

多頻譜電磁輻射控制材料 中心對(duì)微波/紅外/可見光多頻譜兼容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究攻關(guān)，發(fā)展了紅外輻射控制的原理和方法，開發(fā)了基于涂層/薄膜的多頻譜兼容低發(fā)射率材料設(shè)計(jì)技術(shù)，形成了多頻譜電磁控制材料設(shè)計(jì)、制備到應(yīng)用加載的一體化研究體系，研制的多層結(jié)構(gòu)材料綜合性能優(yōu)良。

中心工程技術(shù)示范基地——四川智溢實(shí)業(yè)有限公司，投資近1億元，場(chǎng)地面積超過20 000 m2，承擔(dān)紅外及多頻譜電磁輻射控制材料成果轉(zhuǎn)化及其在國(guó)防工程應(yīng)用。生產(chǎn)的低發(fā)射率隱身涂料，多頻譜偽裝網(wǎng)已開始應(yīng)用于國(guó)內(nèi)航空、航天、兵器等重要型號(hào)裝備中，其中低發(fā)射率涂料通過進(jìn)一步技術(shù)發(fā)展在民用節(jié)能領(lǐng)域具有重要前景。中心另一個(gè)工程技術(shù)示范基地——成都佳馳電子科技有限公司，投資超過2 000萬元，場(chǎng)地面積超過3 000 m2，承擔(dān)射頻及微波電磁輻射控制材料成果轉(zhuǎn)化及其在電子信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用。生產(chǎn)的電磁波吸收材料、電磁波吸收結(jié)構(gòu)、射頻及微波電磁傳導(dǎo)材料、微波器件已在數(shù)10家單位使用。其中，研制的NFC手機(jī)天線用磁性基板，是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)NFC技術(shù)的核心，顯著提升NFC系統(tǒng)的安全性和可靠性，打破了日本、美國(guó)等知名公司的技術(shù)壟斷，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

低發(fā)射率薄膜紅外熱圖(左)和低發(fā)射率涂料可見光(中)與紅外(右)圖像:其中低發(fā)射率薄膜在箭頭指定位置

電磁輻射控制材料測(cè)試系統(tǒng) 在電磁輻射控制材料寬帶高溫測(cè)試方面，實(shí)現(xiàn)微波寬帶(室溫～1 600℃)、點(diǎn)頻(室溫～2 200℃)測(cè)試，采用帶狀線諧振腔進(jìn)行電參數(shù)測(cè)試，采用分段計(jì)算的方法實(shí)現(xiàn)高Q腔法腔體尺寸和復(fù)介電常數(shù)計(jì)算。為行業(yè)建立了10余項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，研制的測(cè)試設(shè)備在業(yè)內(nèi)得到了有效推廣。此外，中心擁有的微波暗室群具有天線遠(yuǎn)場(chǎng)、近場(chǎng)測(cè)試、RCS測(cè)試、系統(tǒng)電磁兼容測(cè)試等功能。以上測(cè)試系統(tǒng)的成功開發(fā)為高等院校、科研院所提供了大量的測(cè)試數(shù)據(jù)，為電磁輻射控制材料基礎(chǔ)研究和新產(chǎn)品開發(fā)提供了技術(shù)保障。

微波暗室及材料參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)

系列吸波材料電磁設(shè)計(jì)方法和系列RCS計(jì)算軟件 在電磁輻射特性技術(shù)方面，在國(guó)內(nèi)首先成功開發(fā)了用于復(fù)雜目標(biāo)電磁散射分析的基于快速多極子和多層快速多極子方法的數(shù)值計(jì)算程序。除此之外，中心還開發(fā)了系列電磁輻射控制材料電設(shè)計(jì)及優(yōu)化軟件，包括《遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)多層吸波材料軟件》、《電路模擬吸波結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件》、《表面波衰減優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件》、《雙周期結(jié)構(gòu)散射分析計(jì)算軟件》、《高溫透波材料機(jī)理分析計(jì)算軟件》、《中斷飛行器通訊中斷分析計(jì)算軟件》等，用于對(duì)多層吸波材料、電路模擬材料反射率優(yōu)化設(shè)計(jì)及RCS預(yù)估。目前該系列軟件已成功應(yīng)用在各航空、航天研究院所。

LTCC電路基板材料 研發(fā)了微晶玻璃的LTCC微波電路基板材料，突破了“軟、硬玻璃”配方設(shè)計(jì)、粉體表面修飾、微晶玻璃梯度的關(guān)鍵技術(shù)，其電性能、機(jī)械性能、流延特性等均實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)從無到有的巨大突破。研制開發(fā)的LTCC微波基板粉體材料在中電13所制成生料帶，并經(jīng)中電14所進(jìn)行T/R組件試制，結(jié)果表明國(guó)產(chǎn)化微波電路基板材料與美國(guó)同類基板材料的性能指標(biāo)相當(dāng)，可以替代應(yīng)用。國(guó)內(nèi)獨(dú)家研制開發(fā)的T/R組件用低溫共燒玻璃陶瓷基板材料已完成了性能評(píng)估和X波段功能電路試驗(yàn)，即將裝備地基、艦載、機(jī)載、星載固態(tài)有源相控陣?yán)走_(dá)。