周海洋, 倪長(zhǎng)安, 李金軒, 李木養(yǎng), 洪詩澤, 趙華，宋鑫華

(南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院， 南昌 330031)

隨著現(xiàn)代信息探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的瞬息萬變，新型隱身探測(cè)技術(shù)對(duì)現(xiàn)代武器裝備產(chǎn)生重大影響，成為現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)新型電子化戰(zhàn)爭(zhēng)探測(cè)目標(biāo)和捕獲信息的重要手段[1]。目前，隱身探測(cè)手段包括雷達(dá)、紅外、磁隱身、聲隱身、可見光隱身等?，F(xiàn)代雷達(dá)隱身技術(shù)，主要通過結(jié)構(gòu)外形的改進(jìn)減少雷達(dá)散射截面積或者通過表面涂敷吸波材料吸收、衰減和轉(zhuǎn)化雷達(dá)波，從而達(dá)到隱身的目的[2]。自第二次世界大戰(zhàn)以來，吸波材料在雷達(dá)方面應(yīng)用越來越廣泛，美國(guó)和德國(guó)等西方國(guó)家從吸波體的設(shè)計(jì)、制作到測(cè)試以及性能的改進(jìn)等多方面開展研究。除了在飛機(jī)外形方面進(jìn)行隱身設(shè)計(jì)外，還通過噴涂高性能隱身涂料的方式使得飛機(jī)具有高隱身的特性[3]?，F(xiàn)有的吸波材料主要是通過吸波劑提供吸波性能，基體材料提供粘結(jié)和承載作用，或者通過電特性和承載特性一體化作用來達(dá)到吸波隱身的效果。但是，雷達(dá)吸波涂層在紫外線、氧氣、熱、溫度驟變、濕度等各種因素的綜合作用容易而出現(xiàn)開裂、脫落和吸收劑變質(zhì)等失效形式，從而導(dǎo)致隱身性能降低甚至失效[4]。結(jié)構(gòu)吸波要采用多種結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)才能達(dá)到最佳的吸波隱身的效果，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)、制作工藝復(fù)雜、成本高等一系列問題。而利用煙幕干擾技術(shù)不僅高效價(jià)廉，且能夠在空間中制造大尺度隱身范圍，有效的躲避偵查搜索、紅外和激光制導(dǎo)等軍事打擊[5]。

羰基鐵粉由五羰基鐵化合物Fe(CO)5加熱到70～80 ℃時(shí)開始分解成Fe和CO，在155 ℃時(shí)大量分解，形成蔥頭狀結(jié)構(gòu)的羰基鐵粉[6]；其在微波頻段具有較高的磁導(dǎo)率、比飽和磁化強(qiáng)度，且溫度穩(wěn)定性好，被廣泛應(yīng)用在涂敷型雷達(dá)吸波上[7-9]。四氧化三鐵(Fe3O4)是廣泛應(yīng)用的幾種常見鐵氧體材料中的一種，F(xiàn)e3O4同時(shí)含有Fe2+和Fe3+，是一種反尖晶石結(jié)構(gòu)。四氧化三鐵顆粒從微米到納米具有不同的尺寸，且都具有吸波特性。其中納米尺寸的四氧化三鐵吸波材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，粒徑可降至幾納米，具有高催化活性、良好磁響應(yīng)性、耐候性、耐光性和生物相容性等特點(diǎn)，且對(duì)電磁波具有良好的吸收和屏蔽作用[10]。納米四氧化三鐵其獨(dú)特的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)等性質(zhì)，使得其在寬頻段上具有優(yōu)異的吸波性能[11]。因此，納米四氧化三鐵吸波材料的使用可以提高吸收劑的吸收性能，從而在軍事隱身領(lǐng)域中被廣泛使用。

目前，眾多專家學(xué)者對(duì)四氧化三鐵顆粒從制備到成分組成、微觀結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了研究，并用傳輸線法計(jì)算其在各個(gè)波段的吸波性能，即對(duì)其吸波的研究?jī)H僅局限于毫米量級(jí)尺度的描述。為了進(jìn)一步驗(yàn)證四氧化三鐵顆粒在大尺度空間的吸波效果，Song等[12-13]通過球磨法將四氧化三鐵納米顆粒和碳納米管進(jìn)行復(fù)合，并計(jì)算模擬其在大尺度空間的靜態(tài)吸波效果，初步的研究成果驗(yàn)證四氧化三鐵/碳納米管納米復(fù)合材料應(yīng)用在大尺度空間雷達(dá)波厘米波段的吸波效果是可行的。而實(shí)際過程中，顆粒通過云爆散布在大尺度空間中是隨著時(shí)間在動(dòng)態(tài)變化的一個(gè)過程，現(xiàn)研究微米和納米兩種不同尺寸四氧化三鐵顆粒在大尺度空中真實(shí)的動(dòng)態(tài)吸波特性，更真實(shí)地還原爆轟拋散的吸波衰減過程，并對(duì)其吸波機(jī)理進(jìn)一步分析。

1 Fe3O4顆粒噴射分散數(shù)值模擬分析

運(yùn)用大型流體力學(xué)軟件Ansys-Fluent，應(yīng)用離散相模型(discret phase model，DPM)研究在云爆裝置產(chǎn)生的高壓作用下粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒在大尺度空中噴射分散的運(yùn)動(dòng)過程，并分析空間內(nèi)不同區(qū)域Fe3O4顆粒濃度與時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)關(guān)系。

1.1 數(shù)值模型定義

針對(duì)云爆裝置爆炸產(chǎn)生巨大壓力從而噴射Fe3O4顆粒的現(xiàn)象，建立了大尺度空中Fe3O4顆粒噴射分散的數(shù)值計(jì)算模型。假設(shè)云爆裝置在爆炸瞬間產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)軸0.25 m、短軸0.15 m的橢圓高壓空間，壓強(qiáng)為100 atm(1 atm=1.01×105Pa)，高壓空間存在時(shí)間為6 ms。將Fe3O4顆粒噴射散布空間簡(jiǎn)化為半徑為3 m的球形大尺度空間，取過球心的縱向截面為研究對(duì)象。同時(shí)采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分，自適應(yīng)法完善網(wǎng)格，根據(jù)流場(chǎng)壓力梯度的分布，在梯度較大處加密，較小處粗化，網(wǎng)格總數(shù)為23 452個(gè)[14]，如圖1所示。

圖1 數(shù)值計(jì)算網(wǎng)格劃分圖Fig.1 Numerical calculation meshing diagram

1.2 初始設(shè)置

采用基于壓力求解器，DPM模型進(jìn)行模擬，將Fe3O4顆粒做離散相計(jì)算，顆粒注入時(shí)間為6 ms，注入顆粒直徑分別為0.25 μm和10.57 nm。工作環(huán)境中設(shè)置重力加速度9.81 m/s2，Y軸負(fù)方向。壓力入口命名為pressure-inlet，初始表壓力設(shè)置為100 atm，壓力出口命名為pressure-outlet，表壓力設(shè)置為0。壓力出入口的湍流強(qiáng)度和湍流耗散能分別為5%和10%。在求解時(shí)選擇壓力耦合方程組的半隱式算法，連續(xù)性方程殘差收斂極限均設(shè)為10-3，使用all-zone進(jìn)行全局初始化，迭代時(shí)間步長(zhǎng)5×10-5s，迭代時(shí)間步數(shù)為300步，每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)迭代25次[15]，模擬Fe3O4顆粒在15 ms內(nèi)的噴射分散過程。

1.3 不同粒徑Fe3O4顆粒散布濃度分析

選用粒徑大小分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒進(jìn)行數(shù)值模擬分析，選取距離高壓空間的中心點(diǎn)水平距離1 m處的點(diǎn)和垂直上方這個(gè)點(diǎn)1 m的點(diǎn)為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，由于監(jiān)測(cè)位置為一個(gè)點(diǎn)，其得到的濃度與時(shí)間變化曲線誤差比較大，故選取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)為圓心，半徑為0.1 m的圓形區(qū)域進(jìn)行加權(quán)平均作為該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的濃度變化曲線[16]。如圖2所示為粒徑長(zhǎng)為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒監(jiān)測(cè)點(diǎn)濃度和時(shí)間變化曲線圖。

由圖2可知，距離高壓空間的中心1 m處，粒徑大小為0.25 μm的Fe3O4顆粒在0.55 ms時(shí)到達(dá)此處，在0.65 ms時(shí)該處濃度到達(dá)最大峰值，此時(shí)濃度達(dá)到0.115 kg/m3；粒徑大小為10.57 nm的Fe3O4顆粒在0.52 ms時(shí)到達(dá)此處，在0.63 ms時(shí)該處濃度到達(dá)最大峰值, 此時(shí)濃度達(dá)到0.112 kg/m3。在Fe3O4顆粒噴射分散過程中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)(1,0)處濃度達(dá)到最大峰值后會(huì)快速下降，維持在一個(gè)低濃度值處上下波動(dòng)，此時(shí)濃度分別為0.014 kg/m3和 0.012 kg/m3。

圖2 Fe3O4顆粒監(jiān)測(cè)點(diǎn)濃度與時(shí)間變化曲線圖Fig.2 Curve of Fe3O4 particle concentration and time change at monitoring point

2 等效電磁參數(shù)推導(dǎo)與計(jì)算

第1節(jié)通過數(shù)值模擬得到粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒在大尺度空間內(nèi)噴射分散過程中濃度隨時(shí)間變化的曲線圖，本節(jié)使用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀測(cè)量出2～18 GHz頻率范圍內(nèi)粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒相對(duì)電磁參數(shù)，并根據(jù)強(qiáng)擾動(dòng)法對(duì)Fe3O4顆粒散布大尺度空間的電磁參數(shù)進(jìn)行等效計(jì)算，最后推導(dǎo)計(jì)算出2～18 GHz頻率范圍內(nèi)等效電磁參數(shù)式和18 GHz頻率下濃度隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)等效電磁參數(shù)。

2.1 相對(duì)電磁參數(shù)測(cè)量

取球磨混合后質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為50%的Fe3O4粉末和固體石蠟進(jìn)行均勻的混合, 然后用模具制成外徑為7.00 mm、內(nèi)徑為3.04 mm、厚度為2 mm的圓環(huán)，如圖3(b)所示, 網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀如圖3(a)所示。采用同軸線法，用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀HP-8722ES進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得其在2～18 GHz頻率范圍內(nèi)的電磁參數(shù)[17]，如圖4所示。

圖3 電磁參數(shù)測(cè)試儀器Fig.3 Electromagnetic parameter test instrument

ε′表示等效介電參數(shù)的實(shí)部，μ′表示磁導(dǎo)率的實(shí)部； ε″表示介電參數(shù)的虛部，μ″表示磁導(dǎo)率的虛部圖4 Fe3O4顆粒相對(duì)電磁參數(shù)Fig.4 Relative electromagnetic parameters of Fe3O4 particles

2.2 等效電磁參數(shù)推導(dǎo)[18]

根據(jù)強(qiáng)擾動(dòng)理論對(duì)Fe3O4顆粒分散在空氣媒質(zhì)中進(jìn)行等效計(jì)算，假設(shè)Fe3O4顆粒的介電參數(shù)為εs，空氣的介電參數(shù)為εe，將Fe3O4顆粒和空氣兩相混合，設(shè)Fe3O4顆粒所占的體積比為fs，空氣的體積比為fe，故有

fs+fe=1

(1)

由擾動(dòng)項(xiàng)相關(guān)系數(shù)系宗平均值為0，即

(2)

求解得等效介電參數(shù)公式為

(3)

令Fe3O4顆粒的質(zhì)量記為m(kg)，濃度記為w(kg/m3)；顆粒密度記為ρ(kg/m3)；Fe3O4顆粒體積記為V1(m3)，總體積記為V(m3)，體積比記為fs，有

wV=m=ρV1

(4)

(5)

將式(5)代入式(3)得等效介電參數(shù)為

(6)

2.3 2～18 GHz頻率范圍內(nèi)等效電磁參數(shù)計(jì)算

已知空氣的介電常數(shù)為εe=1,εeff-t關(guān)系式、擴(kuò)散過程中粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒濃度保持穩(wěn)定時(shí)數(shù)值和2～18 GHz頻率范圍下Fe3O4顆粒的相對(duì)電磁參數(shù)，將上述數(shù)值代入式(6)可求得Fe3O4顆粒等效電磁參數(shù)數(shù)值，如圖5所示。

圖5 Fe3O4顆粒的等效電磁參數(shù)Fig.5 Equivalent electromagnetic parameters of Fe3O4 particles

2.4 18 GHz頻率下動(dòng)態(tài)等效電磁參數(shù)計(jì)算

已知空氣的介電常數(shù)是εe=1,εeff-t關(guān)系式、粒徑大小分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒噴射分散時(shí)濃度隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式和18 GHz頻率時(shí)Fe3O4顆粒的相對(duì)電磁參數(shù)，將上述數(shù)值帶入式(6)可求得Fe3O4顆粒動(dòng)態(tài)等效電磁參數(shù)，如圖6所示。

圖6 18 GHz頻率下Fe3O4顆粒的動(dòng)態(tài)等效電磁參數(shù)Fig.6 Equivalent electromagnetic parameters of Fe3O4 particles at 18 GHz frequency

3 Fe3O4顆粒動(dòng)態(tài)吸波效果研究

第2節(jié)推導(dǎo)了Fe3O4顆粒強(qiáng)擾動(dòng)法下的等效電磁參數(shù)公式并計(jì)算得到了粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒在2～18 GHz頻率范圍內(nèi)等效電磁參數(shù)和18 GHz頻率下動(dòng)態(tài)等效電磁參數(shù)。本節(jié)運(yùn)用COMSOL Multiphysics軟件中的RF模塊模擬計(jì)算Fe3O4顆粒在入射電磁波頻率為2～18 GHz范圍下的電磁損耗和18 GHz頻率時(shí)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)電磁損耗來研究大尺度空中Fe3O4顆粒吸波效果。

3.1 數(shù)值模型定義

假設(shè)云爆裝置在空中爆炸，F(xiàn)e3O4顆粒在球形空間分散且均勻分布。當(dāng)?shù)孛胬走_(dá)發(fā)出電磁波偵察時(shí)，發(fā)射器遠(yuǎn)離云爆空間，入射電磁波視為平面波。Fe3O4顆粒吸波效果數(shù)值模擬仿真結(jié)構(gòu)示意圖如圖7(a)所示。外圓c3是完美匹配層[19]，可以將模型范圍限制在有限區(qū)域內(nèi)，最大限度地減少模型域的非物理反射。內(nèi)圓c2為空氣層，內(nèi)圓c1為Fe3O4顆粒的分布空間，根據(jù)PML網(wǎng)格生成的需要，使用掃掠網(wǎng)格劃分，外圓半徑長(zhǎng)度應(yīng)大于5～6個(gè)網(wǎng)格單元，內(nèi)圓半徑應(yīng)根據(jù)云爆空間大小進(jìn)行選擇。為減少計(jì)算量，選取1/4云爆高壓空間為計(jì)算模型，對(duì)Fe3O4顆粒空間域使用自由四面體網(wǎng)格劃分，圖7(b)、圖7(c)分別為數(shù)值模擬仿真計(jì)算模型圖和網(wǎng)格劃分圖。

圖7 數(shù)值模擬仿真示意圖Fig.7 Schematic diagram of numerical simulation

3.2 域與邊界方程

在Comsol Multiphysics的射頻模塊中，雷達(dá)的背景電磁場(chǎng)用其平面外電場(chǎng)分量描述為

Eb=exp[ik0(xcosθ+ysinθ)]ez

(7)

式(7)中：i為虛數(shù)單位;k0=2πf/c為真空中波束，c=3×108m/s為光速；f為頻率；θ為入射角，θ=0對(duì)應(yīng)入射波為x正方向。 模型沿x軸負(fù)方向從右向左傳播。根據(jù)相對(duì)場(chǎng)的時(shí)間諧波方程得

Erel=E-Eb

(8)

式(8)中：E為總體可測(cè)場(chǎng)。電磁波空間平面方程可表示為

(9)

(10)

式中：μr是相對(duì)磁導(dǎo)率；εr為相對(duì)介電常數(shù)；i為虛數(shù)單位；σ為電導(dǎo)率；ω為角頻率；ε0為真空的介電常數(shù)；k0為自由空間電磁波數(shù)量。均由Maxwell方程組推導(dǎo)出來的電磁波方程，可以用來射頻模塊的穩(wěn)態(tài)分析、頻域分析和模態(tài)分析[20]。

3.3 2～18 GHz頻率范圍內(nèi)吸波損耗模擬分析

當(dāng)2～18 GHz頻率范圍內(nèi)電磁波入射到粒徑長(zhǎng)分別為2.5 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒散布空間中，代入此時(shí)Fe3O4顆粒的動(dòng)態(tài)等效電磁參數(shù)，電磁損耗數(shù)值模擬結(jié)果如圖8所示。

圖8 Fe3O4顆粒電磁損耗數(shù)值模擬圖Fig.8 Numerical simulation diagram of electromagnetic loss of Fe3O4 particles

從圖8看出，隨著入射電磁波頻率的增大，總體趨勢(shì)上Fe3O4顆粒分散空間產(chǎn)生電磁損耗越來越大。當(dāng)入射電磁波頻率在2～18 GHz范圍內(nèi)時(shí)，10.57 nm的Fe3O4納米顆粒散布空間產(chǎn)生的電磁損耗較大，電磁損耗為0.40～11.59 W，電磁波吸收效果較好；0.25 μm的Fe3O4顆粒散布空間產(chǎn)生的電磁損耗較小, 電磁損耗為0.22～4.88 W，電磁波吸收效果較差。當(dāng)入射電磁波頻率為18 GHz時(shí)，10.57 nm的Fe3O4納米顆粒散布空間產(chǎn)生的電磁損耗達(dá)到了11.59 W，粒徑長(zhǎng)為0.25 μm的Fe3O4顆粒散布空間產(chǎn)生的電磁損耗達(dá)到了4.88 W。

3.4 18 GHz頻率下動(dòng)態(tài)吸波損耗模擬分析

當(dāng)18 GHz頻率的電磁波入射到粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒散布空間中，代入此時(shí)Fe3O4顆粒的等效電磁參數(shù)，動(dòng)態(tài)電磁損耗數(shù)值模擬結(jié)果如圖9所示。

圖9 18 GHz頻率下Fe3O4顆粒電磁損耗數(shù)值模擬圖Fig.9 Numerical simulation diagram of electromagnetic loss of Fe3O4 particles at 18 GHz frequency

從圖9可以看出，隨著入射電磁波頻率的增大，總體趨勢(shì)上Fe3O4顆粒分散空間產(chǎn)生電磁損耗呈上升趨勢(shì)。在入射電磁波頻率為18 GHz時(shí)，10.57 nm的Fe3O4納米顆粒散布空間產(chǎn)生的電磁損耗較大，電磁損耗為11.381～11.559 W，電磁波吸收效果較好；0.25 μm的Fe3O4顆粒散布空間產(chǎn)生的電磁損耗較小，電磁損耗為4.812～4.899 W，電磁波吸收效果較差。

3.5 四氧化三鐵顆粒吸波機(jī)理

在微波頻段，羰基鐵的磁損耗機(jī)制主要是自然共振和磁泄損耗，介電損耗則由電偶極子取向極化引起。由上文計(jì)算可知，納米尺寸的Fe3O4的吸波損耗性能優(yōu)于微米尺寸的Fe3O4，其原因主要是當(dāng)羰基鐵尺寸達(dá)到納米級(jí)別的時(shí)候，其主要吸波機(jī)理主要有三方面原因：①納米材料界面組元所占比例大，納米顆粒的比表面積高，不飽和鍵和懸掛鍵多，大量懸掛鍵的存在使界面極化；②由于其納米量子尺寸效應(yīng)使得電子能級(jí)分裂，分裂得能級(jí)間距處于微波能量范圍(10-2～10-4eV),為納米材料創(chuàng)造了新的吸收通道；③納米材料中原子和電子在微波場(chǎng)的輻照下，運(yùn)動(dòng)加劇，使得其電磁能轉(zhuǎn)化為熱能[21]。如圖10所示。

圖10 納米尺度Fe3O4的懸掛鍵極化損耗、 能級(jí)分裂損耗和電磁能轉(zhuǎn)化成熱能損耗Fig.10 The polarization loss of suspension bond, energy level splitting loss and the loss of electromagnetic energy conversion to heat energy of nanoscale Fe3O4

4 結(jié)論

采用Ansys-Fluent和Comsol Multiphysic軟件，對(duì)粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒散布大尺度空間的動(dòng)態(tài)電磁損耗進(jìn)行數(shù)值模擬研究，盡管建立的數(shù)值模型忽略了一些影響因素，但是采用了一種全新的方法，較為成功地模擬了大尺度空中Fe3O4顆粒動(dòng)態(tài)吸波效果。

首先，基于大型流體力學(xué)軟件Ansys-Fluent，應(yīng)用DPM模型進(jìn)行模擬，研究在云爆裝置產(chǎn)生的高壓作用下粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒在3 m大尺度球形空間的噴射分散過程，并分析了空間內(nèi)不同區(qū)域Fe3O4顆粒濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系。

其次，用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀測(cè)量出2～18 GHz頻率范圍內(nèi)粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒相對(duì)電磁參數(shù)，并根據(jù)強(qiáng)擾動(dòng)法對(duì)Fe3O4顆粒散布大尺度空間的電磁參數(shù)進(jìn)行等效計(jì)算，將Fe3O4顆粒在大尺度空間中濃度與時(shí)間擬合函數(shù)關(guān)系式代入等效電磁參數(shù)中，推導(dǎo)計(jì)算出2～18 GHz頻率范圍內(nèi)等效電磁參數(shù)式和18 GHz頻率時(shí)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)等效電磁參數(shù)。

最后，利用Comsol Multiphysics中RF模塊，模擬計(jì)算粒徑長(zhǎng)分別為0.25 μm和10.57 nm的Fe3O4顆粒散布空間在入射電磁波頻率為2～18 GHz范圍內(nèi)的電磁損耗和18 GHz頻率時(shí)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)電磁損耗。研究結(jié)果表明，隨著入射電磁波的頻率的增大，總體趨勢(shì)上Fe3O4顆粒散布空間產(chǎn)生的電磁損耗也逐漸增大。當(dāng)入射電磁波頻率為2～18 GHz范圍內(nèi)時(shí)，10.57 nm的Fe3O4顆粒散布空間產(chǎn)生的電磁損耗為0.40～11.59 W，入射電磁波頻率為18 GHz時(shí)，產(chǎn)生的電磁損耗為11.381～11.559 W，電磁波吸收效果較好；當(dāng)入射電磁波頻率為2～18 GHz范圍內(nèi)時(shí)，0.25 μm的Fe3O4顆粒散布空間產(chǎn)生的磁損耗為0.22～4.88 W，入射電磁波頻率為18 GHz時(shí)，產(chǎn)生的電磁損耗為4.812～4.899 W，電磁波吸收效果較差。最后從三個(gè)方面分析了納米Fe3O4顆粒吸波性能優(yōu)于微米Fe3O4顆粒的原因。