RAM được áp dụng trong lĩnh vực nguỵ trang hấp thụ sóng radar có tác dụng bao phủ bề mặt kim loại làm suy giảm khả năng phản hồi của bức xạ điện từ phát ra từ đài radar. Các đặc điểm và tính chất quan trọng của lớp phủ hấp thụ sóng điện từ:
- Tần số làm việc: Dải tần số mà vật liệu dao động hấp thụ, có thể đơn hoặc đa đỉnh hấp thụ; hấp thụ dải rộng.
- Đặc tính của vật liệu: Vật liệu đồng nhất hoặc vật liệu composite. - Khả năng hấp thụ của vật liệu: Độ dày tối thiểu và hệ số hấp thụ
tối đa của vật liệu .
- Tính chất cơ lý và độ bền mơi trường của vật liệu. - Tỷ khối hoặc khối lượng riêng của vật liệu.
- Khả năng gia công tạo vật liệu: Vật liệu cần phải dễ gia công. Trên cơ sở các đặc tính và ứng dụng của vật liệu RAM, người ta đã phân loại vật liệu RAM theo nhiều cách:
Phân loại vật liệu hấp thụ sóng theo cơ chế hấp thụ:
Vật liệu hấp thụ thụ động: Vật liệu đơn chất, vật liệu composite Vật liệu hấp thụ chủ động: Vật liệu đơn chất, vật liệu composite Phân loại vật liệu EWA theo các dạng mục đích sử dụng:
Các màng phủ
Các vật liệu tấm dạng khối đặc Các vật liệu dạng khối xốp
Phân loại theo dải tần làm việc của vật liệu EWA: Vật liệu EWA dải tần rộng, dải tần hẹp.
Vật liệu EWA đơn dải tần, đa dải tần Vật liệu EWA dải tần số radio (HF/VHF) Vật liệu EWA dải tần sóng cực ngắn UHF
Vật liệu EWA dải tần vi sóng (sóng cm) Vật liệu EWA dải tần sóng mm.
Tuỳ theo mục đích sử dụng, nhiều loại vật liệu hấp thụ sóng được nghiên cứu chế tạo và mục tiêu là chế tạo ra vật liệu nhẹ có khả năng hấp thụ cao và dải hấp thụ rộng. Do mỗi chất chỉ dao động cộng hưởng tại một tần số xác định, do đó đa số các RAM là vật liệu composite tổ hợp nhằm mở rộng dải tần hấp thụ [68]. Ngoài ra, cấu trúc hấp thụ đa lớp được sử dụng để chế tạo vật liệu hấp thụ có dải tần rộng.
Do phần lớn các đài radar làm việc trong dải tần vi sóng (2 – 18GHz) và chỉ có một số ít làm việc tại dải tần lân cận nên các hệ RAM đều hấp thụ trong dải tần trên. Đặc điểm của lớp màng sơn phủ là chặt khít nên cấu trúc hấp thụ sóng sử dụng cho lớp sơn phủ chủ yếu là cấu trúc cộng hưởng kết hợp cấu trúc đa lớp [10, 31, 43].
Hệ sơn hấp thụ bức xạ điện từ chế tạo trên nền nhựa tổng hợp như nhựa epoxy, PU, acrylic .v.v. được sơn trực tiếp trên nền kim loại. Các cấu tử hấp thụ điện hoặc hấp thụ từ sử dụng trong thành phần sơn như là các pigment. Nhóm nghiên cứu của John W. Bond đã chế tạo sơn hấp thụ sóng điện từ dải X trên cơ sở nhựa PU và chất độn và các sợi dẫn điện là sợi thép khơng gỉ, graphit có kích thước đường kính 3 – 5 µm, độ dài khoảng 100 - 1000µm, lớp sơn phủ có độ dầy > 1mm cho hệ số hấp thụ khoảng -10dB tại tần số 10GHz.
Các chất hấp thụ điện hoặc hấp thụ từ trên cơ sở là các sợi kim loại như các loại Fe từ, Ni, Co có khối lượng riêng lớn dẫn đến khối lượng của màng phủ nặng khơng thích hợp khi áp dụng cho các phương tiện bay. Để giảm khối lượng của vât liệu, công nghệ nano được sử dụng chế tạo các chất hấp thụ dạng pigment. Boyer và cộng sự đã dùng các vật liệu sắt từ dạng sợi có
đường kính <0,1µm và chiều dài xấp xỉ 10µm là chất độn cho hệ sơn và lớp phủ có hệ số hấp thụ đến -20dB [15, 26]. Một phương pháp để giảm khối lượng lớp phủ là sử dụng polyme dẫn điện thay thế cho các cấu tử kim loại. Các polyme dẫn có tính chất tổn hao điện cao được blend với chất tạo màng sử dụng làm hệ kết dính của màng phủ. Tuy nhiên tính chất dẫn điện của polyme dẫn thấp hơn các pigment kim loại nên hiệu quả hấp thụ của vật liệu thấp hơn. Nhóm nghiên cứu của Narang đã sử dụng polyme dẫn điện polypyrol kết hợp với ferit từ chế tạo màng phủ có hệ số hấp thụ -10 -15dB trong dải X với độ dày 10mm [54]. Phương pháp khác để giảm khối lượng màng là sử dụng các vật liệu ferit thay thế cho pigment kim loại. Vật liệu ferit có hệ số từ thẩm cao, khối lượng riêng nhỏ hơn và dễ chế tạo hơn các hạt kim loại, mặt khác các hạt ferit có kích thước nano có xu hướng kết tụ thành các hạt lớn hơn nhưng có cấu trúc xốp. Tuy nhiên, tính chất tổn hao điện của vật liệu ferit thấp hơn hẳn so với kim loại nên các vật liệu ferit được sử dụng kết hợp với polyme dẫn tạo thành dạng hấp thụ cổng hưởng [44, 51]. Các vật liệu ferit thường được sử dụng là các spinel MnZn ferit NiZn ferit, các vật liệu này có hệ số từ thẩm cao và có giá trị tổn hao từ cao trong dải X. Một cách khác làm tăng khả năng tổn hao điện của các spinel là tăng khả năng dẫn điện của chúng. Khi vật liệu ferit được kết hợp với CuFe2O4 hoặc Li2Fe2O4 làm tăng độ dẫn điện của vật liệu, dẫn tới tăng khả năng hấp thụ vi sóng của chúng [50], ngồi ra khi thêm ion Cu vào ferit làm tăng độ rộng dải hấp thụ. Nhóm nghiên cứu Kuchler sử dụng các ferit MnZn, NiZn, Ba biến tính 5%CuFe2O4 kết hợp với polyme dẫn điện và C nano chế tạo vật liệu có hệ số hấp thụ cao xấp xỉ - 20dB/mm [44].