近年来，随着科学技术的发展，大量的电子设备进入日常生活，电磁辐射污染日益严重。恶化的电磁环境不仅会干扰电子仪器、设备的正常工作，而且会影响人类的健康。军事上，武器装备的国际竞争日趋激烈，由于现代探测技术和精确制导武器的迅速发展，给武器的生存造成了极大的威胁，因此研究武器的隐身势在必行。
吸波材料是指有效吸收入射的电磁波，将电磁能转化为热能而消耗，或使电磁波干涉相消，从而使目标的回波强度显著减弱的一类电磁功能材料，在军事隐身、微波暗室、微波通讯、电磁信息泄漏防护、电磁干扰防护、电磁辐射防护等国防军工与民用技术领域中有着广阔的发展前景关键材料之一，特别是近年电磁屏蔽、隐身技术的发展，使得吸波材料的研究日益为人们所重视。
铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物。就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。由于铁氧体单位体积中储存的磁能较低，饱合磁化强度也较低（通常只有纯铁的1/3～1/5），因而限制了它在要求较高磁能密度的低频强电和大功率领域的应用。
1 铁氧体的吸波原理
铁氧体吸波材料既是一种具有磁吸收的磁介质，又是一种具有电吸收的电介质。在低频段，铁氧体主要依靠磁滞效应、涡流效应及磁后效的损耗来造成铁氧体对电磁波的损耗; 在高频段，则主要来源于自然共振损耗、畴壁共振损耗及介电损耗。
1. 1 电损耗机制
介电损耗是微波铁氧体中电损耗的主要原因，电荷不能像导体那样通过处于电场中的电介质，但在电场作用下电荷质点会发生相互位移，使得正负电荷中心分离，形成许多电偶极子，此过程即为极化。在发生极化的过程中，以热的形式损耗掉的部分电荷即产生电损耗。一般认为多晶电磁介质的极化主要来源于电子极化、离子极化、固有电偶极子取向极化和界面极化四种机制。
1. 2 磁损耗机制
磁损耗即为磁性材料在交变磁场中产生的能量损耗，主要由磁滞损耗、涡流损耗、剩磁效应和磁共振引起。
( 1） 磁滞损耗：在不可逆跃变的动态磁化过程中，克服各种阻尼作用而损耗了外磁场供给的一部分能量。磁滞回线的面积在数值上等于每磁化一周的磁滞损耗的数值。
( 2） 涡流损耗：当导体中通过的磁通量随时间变化时，在铁氧体内部会产生感应电流即涡流，涡流不能像导线中的电流那样输送出去，而是使磁芯发热造成能量损耗，即涡流损耗。
( 3） 剩磁效应：磁体中磁通密度的变化比外加磁场要滞后一个相位角，外加磁场变化为零，磁体中的磁通密度却不为零，产生了剩磁。若要使磁通密度变为零，须外加反向的磁场，这个消除剩磁的过程会消耗磁场的能量。
( 4） 磁共振：磁体中磁偶子以固有频率振动，若外加磁场与其频率相同时，将引起磁共振，从而导致材料对电磁波的强烈吸收。
图为天线用铁氧体吸波
2 铁氧体的分类
按照晶体结构的不同，铁氧体可分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型 3 种主要类型，它们均可用作吸波材料。
2. 1 尖晶石型铁氧体
尖晶石型铁氧体是指晶体结构与天然矿物尖晶石具有类似晶体结构的铁氧体，属于立方晶系，晶体的对称性高，晶体磁各向异性小，因此其磁特性最软。其化学分子通式为 MFe2O4。，其中 M 一般是 2价的离子。
尖晶石型铁氧体的晶体结构如图 1 所示，以O离子为骨架构成面心立方密堆积，由氧离子构成的空隙分为四面体间隙和八面体间隙。四面体间隙由4 个 O 离子构成，如图 1 中 8 个小立方体的体心位置，又称为 A 位置; 八面体间隙由 6 个 O 离子中心连线构成的 8 个三角形平面包围而成，图 l 中 8 个小立方体中 O 离子没有占据的顶角位置，又称为 B位置。该间隙较大，只可容纳离子半径较大的金属。
2. 2 石榴石型铁氧体
石榴石型铁氧体指的是一种与天然石榴石具有类似晶体结构的铁氧体，属于立方晶系，具有重要的磁性能。
2. 3 磁铅石型铁氧体
磁铅石型铁氧体就是和天然矿物磁铅石具有类似晶体结构的铁氧体，它以自己高的矫顽力、稳定的化学性能、比较大的饱和磁化强度、优良的性能价格比在永磁材料中占有很重要的地位。磁铅石型铁氧体属于六角晶系，沿六角晶轴方向交替地出现六角和立方密堆积结构，分子式为 MFe12O19，M 为 2 价金属离子。
3 铁氧体吸波性能的影响因素
3. 1 粒径
铁氧体的粒径对其吸波性能有着重要影响。在一定范围内，粒径越小，铁氧体材料的吸收能力越强。由于传统的铁氧体的吸波频带和吸收能力受到了极大的限制，工艺也较复杂，通过改变铁氧体的粒径来制备超细铁氧体粉进而增强其性能成为了铁氧体吸波性能研究的新方向。
当粒径在纳米范围时，会出现表面效应，量子尺寸效应，小尺寸效应，介电限域效应等，相对于微米级的铁氧体材料，纳米尺寸的铁氧体吸收能力更强，频带更宽，还能实现轻质化。尽管纳米铁氧体仍然存在制备困难、颗粒易团聚，成本较高等问题，但仍具有广阔的发展前景。
3. 2 离子掺杂
铁氧体材料的相组成对其吸波性能有很大的影响。采用无磁性的金属离子取代 Fe 离子可以有效提高铁氧体的分子饱和磁矩。
3. 3 形貌
材料的电磁性能很大程度上依赖于自身的微结构。铁氧体的形貌一般有针状、棒状、片状等。针状铁氧体不易成形，易团聚，性能上没有片状、棒状的铁氧体优良，相关研究不多。棒状铁氧体，具有一定的各向异性，磁性能比针状铁氧体有了很大提高，特别是纳米级的棒状铁氧体。片状结构是电磁吸波材料的最佳形状，六方晶系磁铅石型铁氧体是性能最好的吸波材料，既具有片状结构，又有较高的磁损耗正切角，还具有较高的磁晶各向异性等效场。
铁氧体的形貌会对其电磁参数产生较大影响，进而影响其吸波性能，同时也会影响铁氧体对电磁波的散射，并对其吸波性能产生影响，因此，如何更好地改进工艺，制备出特定结构的铁氧体仍待解决。
