吸波材料在民用建筑中的应用现状分析

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1、吸波材料在民用建筑中的应用现状分析宋刚(西安建筑科技大学材料与矿资学院，西安7100555)摘要阐述了吸波材料的研究背景和吸波材料的定义，分析了吸波材料的吸波机理。对吸波材料建筑中的研究与应用现状进行分析，探讨了建筑吸波材料的发展趋势。关键词：吸波材料民用建筑应用现状AbstractThispaperexpoundstheresearchbackgroundofabsorbingmaterial,thedefinitionofabsorbingmaterialarebrieflyintroduced,andtheabsorbingmechanismofabsor

2、bingmaterialisanalyzed,theabsorbingmaterialtoanalyzetheresearchandapplicationstatusinthecivilbuilding,discussesthedevelopmenttrendofbuildingmaterials.Keywords:absorbingmaterialCivilconstructionapplicationstatus1电磁波的污染与危害科技的进步，电磁技术的不断发展，从无线电广播、电视乃至电脑等各类电子设备的广泛使用，为我们的工作和生活带来便捷高效的同时，我们肉

3、眼看不见的电磁辐射也正越来越多地充斥于我们的生活空间。日益增强的电磁密度，在改变我们生活的同时，也改变着我们周围的电磁环境，已有人形容如今生活在都市里人们，仿佛置身于“大微波炉”中，承受着各种电磁辐射的冲击。电磁辐射对人的作用主要有三种，即“热效应”、“非热效应”、“致癌、致突变、致畸作用”，除第一种热效应会在较强辐射作用下发生，后两种都是在较弱的电磁辐射的长期作用下的累积效应对人体产生有害的影响，电磁辐射功率密度小于1mW／cm2时，长时间照射虽不会引起人体体温明显的升高，但科学家已经揭示：多种频率高低不同的电磁波作用于人体时，会引起人体细胞中所含钙离子的大量

4、流失，而这种钙离子的缺失对神经的有效传导、心血管功能的影响致关重要；电磁波还能引起体内物质产生共振现象，影响体内物质离子的运动，从而形成所谓的“非热效应”。最终会使人出现烦躁、头晕、疲劳、失眠、记忆力减退、脱发、植物神经紊乱和脑电图、心电图的变化等症状。从远期效应看，长期的电磁辐射可能诱发癌症，也可能引起染色体的畸变，具有致癌致突变作用。因此，在建筑空间中，各类电子、电气产品及无线通讯设备的频繁使用，无时无刻不产生电磁辐射，电磁污染已引起人们广泛的关注。如在建筑物空间内使用吸波材料，可吸收空间内存在的电磁辐射，有效减轻辐射强度，从根本上改善有害辐射对人体的影响[

5、1]。2吸波材料所谓吸波材料，即当电磁波穿过材料时，电磁能被其吸收，从而使入射电磁波的能量消耗，实际上是将电磁能转换为热能并散失掉。凡能使电磁波穿过其表面，并对电磁波的能量具有高损耗特征的材料，简称之为吸波材料[2]。3吸波材料的吸波机理电磁波在传输过程中，遇到介质材料会发生反射、吸收和透过，吸波材料即是对入射的电磁波实现有效吸收，将电磁波能量转换成其他形式的能量消耗[3-4]，吸波材料的电物理性能、物理化学基础、热物理性能及微波吸收剂电磁参数的匹配最优化是制备吸波材料的几个重要的基础理论，也对材料的吸波性能起到决定件的影响[5]。吸波材料金属板吸收波反射波图1

6、电磁波材料吸波机理图以单层吸波结构为例．说明电磁波与吸波材料相互作用的原理，如图1所示。当电磁波通过阻抗为Z0的自由空间入射到输入阻抗为Zi的吸收材料界面上时，吸波材料的反射系数R为：R=Z0-ZiZ0+Zi（1）反射损耗RL可为：RL=-20log10R（2）式中，Z0为自由空间的特性阻抗，Z0=μ0ε0，μ0、ε0为自由空间的磁导率和介电常数，μ0=4π×10-7H／m，ε0=1074πc2≈8.854×10-12F／m；Z为吸波材料的输人阻抗，Zi=μiεi,μi、εi为材料的磁导率和介电常数，μi=μ0μr,εi=ε0εr;μr、εr为材料的相对磁导率和

7、介电常数[6]。吸波材料要实现良好的吸收，必须满足2个条件：1)入射的电磁波能够充分地进人材料内部而不在表面发生反射。即材料的匹配特性；2)进入材料内部的电磁波能迅速衰减掉。满足条件1)的方法间自由阻抗。是利用特殊的边界条件来达到材料的输入阻抗与空部，间波阻抗相匹配，即反射系数R=0，目前的吸收剂能。难以满足该条件；而满足条件2)的方法则是使材料具有较大的电磁损耗。在实际中，这2方面的要求通常是相互矛盾的，并且还要求吸波材料吸波频带宽，力学性能优良以及易于施工等特点，因而在设计时必须对吸波材料的厚度、电磁参数与结构进行优化。一般选用多层结构，使各层材料的阻抗由表

8、面至底层逐次降低，这样既