一般來說,根據吸收劑的不同,吸收涂層可以分為以下幾類:
1.鐵氧體吸收涂層
鐵氧體吸波涂層由于價格低廉,即使在低頻和厚度較薄的情況下也具有良好的吸波性能。它可以在米波到厘米波范圍內將反射能量衰減17 ~ 20 DDB,從50年代開始得到廣泛應用。根據顯微結構的不同,鐵氧體可分為三種類型:六方鐵氧體、尖晶石鐵氧體和稀土石榴石鐵氧體。尖晶石鐵氧體是應用廣泛的吸波材料。由于其介電常數ε′和磁導率μ′較低,用純鐵氧體很難滿足高性能雷達吸波材料的要求。然而,通過將鐵氧體粉末分散在非磁性材料中制成的復合鐵氧體的電磁參數可以通過鐵氧體粉末的粒度、鐵氧體粉末和非磁性材料的混合比以及鐵氧體的成分來控制。目前已經開發并廣泛應用的鐵氧體有鎳鋅、鋰鋅、鎳鎂鋅、錳鋅、鋰鎘、鎳鎘、鈷鎳鋅、鎂銅鋅等。
2.羰基鐵吸收涂層
羰基鐵吸收劑是目前常用的雷達波吸收劑之一。它是一種典型的磁損耗吸收材料,磁損耗角約為40°。用聚合物粘結劑復合的吸波涂層具有吸波能力強、使用方便的優點。但由于羰基鐵吸收劑的比例較大,涂層中的體積占空比一般大于40%,導致這類吸波涂層存在面密度高的缺點。這種吸波涂層采用多晶鐵纖維,以羰基鐵單絲為吸收劑,可以在很寬的頻帶內達到很高的吸收率。這種吸收劑的體積占空比為25%,因此重量可減輕40% ~ 60%。
3.金屬超細粉或金屬氧化物磁性超細粉吸波涂層
這種吸波涂層一般由金屬超細粉或金屬氧化物磁性超細粉和聚合物粘結劑組成。由于細化了金屬超細粉或金屬氧化物磁性超細粉作為吸收劑,其組成顆粒中的原子數大大減少,磁、電、光等物理性質發生了質的變化,產生了更大的磁損耗。這種吸波涂層的電磁參數可以通過調節粉末的粒度、含量和混合比來調節,從而達到理想的吸波效果。
4.陶瓷吸收涂層
作為陶瓷吸波涂層的吸收劑,主要有碳化硅、鋁硼硅酸鹽等。與鐵氧體、復合金屬粉末等吸收劑相比,密度更低,吸收性能更好,還能有效削弱紅外輻射信號的特性。其中,碳化硅是制作多波段吸波涂層的主要成分,有可能實現輕量化、薄層化、寬帶化和多波段化,具有巨大的應用前景。碳化硅的粒度和熱處理時間對其微波吸收性能有很大影響。在不同的處理溫度和時間條件下,碳化硅的電阻率從100到104ω·cm不等。通過控制工藝參數,可以控制微結構和電磁參數,獲得理想的微波吸收效果。
5.納米吸收涂層
納米材料是指特征尺寸在納米量級(1 ~ 100納米)的材料。其獨特的結構使其具有量子尺寸效應、宏觀量子隧穿效應、小尺寸和界面效應。在細化過程中,金屬、金屬氧化物和一些非金屬材料的納米超細粉體表面的原子越來越多,增加了納米材料的活性。在電磁場的輻射下,原子和電子的運動加劇,促進磁化和電磁。由于納米材料具有頻帶寬、兼容性好、面密度低、涂層薄等特點,美國、俄羅斯、法國、德國、日本等國家都在研究和探索納米材料作為新一代隱身材料。
6.放射性同位素吸收涂層
放射性同位素(如Po-210、Cm-242、Sr-90)產生的等離子體是一種有效的電磁波吸收介質。等離子體中的自由電子在入射電磁波的電場作用下,會產生頻率等于電磁波載波頻率的受迫振蕩。在振蕩過程中,運動的電子與中性分子、原子和離子發生碰撞,增加了這些粒子的動能,從而將電磁場的能量轉化為介質的熱量。放射性同位素吸收涂層很薄很輕,具有吸收帶寬、耐久性好、高速氣動力等優點。此外,放射性同位素吸波涂層還具有吸收紅外輻射、聲波等功能,是一種理想的多功能吸波涂層。
7.導電聚合物吸收涂層
這類吸波涂層利用某些聚合物共軛π電子的線性或平面構型,以及聚合物電荷轉移到配合物的效應,來設計聚合物的導電結構,實現阻抗匹配和電磁損耗。它以具有噴涂功能的聚合物為基體,以具有優異雷達波吸收特性的氰酸酯晶須和導電聚合物聚苯胺的復合物為吸收劑。其涂層具有易維護、吸收帶寬、涂層薄、質量好等優點。然而,用于這類吸波涂層的導電聚合物的合成研究才剛剛開始,這是高分子材料的一個新的研究領域,需要深入的理論和實驗研究。
8.視黃醛席夫堿鹽吸收涂層
視黃基席夫堿鹽是一種具有碳氮雙鍵結構的有機聚合物,具有很強的極性。當雷達波被這種鹽吸收后,能量可以迅速轉化為熱能而消散。某一類鹽可以吸收某一波長的雷達波,通過不同鹽的組合,可以實現更寬波段的電磁波吸收。
9.手性吸收涂層
手性吸波涂層是一種新型的吸波涂層。許多研究結果表明,手性材料可以降低入射電磁波的反射,吸收電磁波。與其他吸波涂層相比,手性吸波涂層有以下兩個優點:一是調節手性參數比調節介電常數和磁導率更容易,大多數吸波材料的介電常數和磁導率難以滿足寬帶低反射的要求;二,手征材料的頻率靈敏度比介電常數和磁導率小,容易展寬頻帶。手性材料具有吸收頻率高、吸收帶寬寬的特點。但是,由于手性吸波涂層的研究還處于起步階段,在實際應用中還存在許多問題(如成本高等)有待解決。
10.摻雜高損耗材料的吸收涂層
這種吸波涂層由導電纖維、高損耗材料(如炭黑、陶瓷和粘土)和樹脂組成。其中導電纖維長度是雷達波長的一半,且涂層的厚度優選是雷達波長的1/4的奇數倍。
11.稀土元素吸收涂層
稀土元素吸波涂層是一種以稀土磁性材料為吸收劑的新型吸波涂層。此外,稀土元素常作為添加劑添加到其他吸波涂層中,以調節吸波涂層的電磁參數。