结构吸波复合材料透波层的研究

采用弓形法测试反射率,研究透波层的厚度、材质对结构吸波复合材料电磁性能的影响。结果显示,在4~18GHz范围内,厚度对其吸波性能具有显著影响,厚度分别为0.25、0.50和1.25mm的透波层,其结构吸波复合材料的最大吸收峰分别为-37.03,-33.45和-33.22dB;随厚度的增加,吸收峰的位置随向低频段显著漂移,-10dB的有效吸收带宽也显著变窄,分别为11.5,11和6.5GHz;与厚度相比,材质对结构吸波复合材料电磁性能影响较小。     

三层雷达吸波涂层的吸波性能研究

依据阻抗匹配原理制备出一种三层雷达吸波涂层,并研究了其吸波性能.结果表明:多层结构设计对提高涂层的吸波性能起着重要作用.所制备的吸波涂层在8～18GHz频段范围内反射率小于-10dB的带宽达6.0GHz,涂层厚度为1.20mm,面密度为2.80kg/m2.     

复合吸波剂填充水泥基材料吸波性能研究

对水泥基掺杂混合吸波剂复合材料的吸收性能进行了研究，在水泥基体中分别填充不同比例的炭黑／二氧化锰、炭黑，铁粉、炭黑／铁氧体并进行吸波性能测试，结果表明试样在2．6～18GHz频段内具有更强的吸收性能，〉10dB的带宽最多可达12．4GHz。并用阻抗匹配和谐振理论解释了吸波剂含量和种类对吸收性能及吸收峰的影响。     

基于遗传算法的介电梯度碳纳米管/环氧树脂吸波材料优化设计

将碳纳米管吸波剂超声分散到环氧树脂中,制备了碳纳米管/环氧树脂吸波材料。采用同轴法测试了2%、5%、9%(质量分数)碳纳米管/环氧树脂吸波材料电磁参数。随碳纳米管含量的增加,吸波材料的复介电常数不断增大。遗传算法优化设计的介电梯度碳纳米管/环氧树脂吸波材料最优结构为双层5%、9%(质量分数)碳纳米管/环氧树脂复合材料,其厚度分别为0.5146、1.3255mm,多层吸波材料反射率-5dB频带宽最大,为8.48GHz。     

新型吸波复合材料的SMC成型工艺及吸波性能研究

以E-51环氧树脂为基体,Fe78Si13B9粉体为吸波剂成功制备了性能优良的吸波复合材料板,并对其成型工艺以及性能指标进行了系统的研究。研究结果表明,所制备的梯度吸波复合材料板呈现出规整的铺层结构,各层间吸波剂含量分布均匀;复合材料具有优良的力学性能,测得其拉伸强度值为128.03MPa,弯曲强度值为253.04MPa;与此同时,测得吸波剂与环氧树脂不同质量比条件下所制得复合材料板的吸波性能,随着吸波剂含量的增加,反射衰减峰逐渐向低频偏移;当吸波剂与环氧树脂质量比为6∶1时,在2.7～18GHz很宽的频率范围内反射衰减均小于-4dB,表现出优良的吸波性能,从而为下一步的吸波复合材料设计提供有价值的参考。     

透波层厚度对结构吸波材料吸收峰的影响

采用弓形法测试反射率,研究透波层的厚度对结构吸波复合材料吸收峰的影响。结果显示,在4~18 GHz范围内,厚度对其吸波性能具有显著影响:透波层厚度为0.95 mm时,结构吸波材料的吸收峰值最高,达-22.6 d B;其吸收峰值先随透波层厚度的增加而增强,而后逐渐减弱,透波层厚度对吸收峰值的影响可用二次多项式描述;吸收峰的位置随透波层的厚度增加向低频方向漂移,其漂移位移与透波层厚度线性相关,满足一次线性方程。     

双层吸波材料吸波特性研究

依据阻抗匹配原理与电磁波传播规律,设计了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料.实验表明,匹配层对提高吸收率起着重要作用;需精确控制其吸波剂含量,以实现吸波效果.经测试:4#试样厚度为6mm,测试频段为8-18GHz,最大吸收峰值在14.1GHz(R=-28.14dB),R＜-10dB的频宽为6.7GHz;7#试样厚度为5.5mm,最大吸收峰值在9.6GHz(R=-27.48dB),R＜10dB的频宽为8.6GHz,R＜-15dB的频宽为7.6GHz;8#试样厚度为6mm,最大吸收峰值在16.8GHz(R=-24.24dB),R＜-10dB的频宽为8.6Hz.该结果具有一定工程应用价值.     

石墨烯增强FeSiAl-MoS2/PLA复合材料吸波性能

多元材料复合是制备轻质、宽频和强吸收吸波材料的有效方法。以聚乳酸(PLA)为基体,FeSiAl、MoS₂和石墨烯(GN)为填料,通过球磨和熔融挤出两步法制备了可用于熔融沉积成形(FDM)的FeSiAl-MoS₂-GN/PLA复合材料。采用XRD、拉曼光谱、SEM和矢量网络分析仪分别对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁特性进行了表征,并研究了石墨烯含量对复合材料吸波性能的影响。研究表明:石墨烯、FeSiAl和MoS₂随机分散在PLA基体中,形成了复杂的导电网络;多元材料复合构筑了丰富的介电/磁异质界面,有利于促进界面极化;当石墨烯含量增加时,复合材料的吸波性能随之增强,当石墨烯含量为5wt%时,复合材料的吸波性能最佳,在厚度为1.7 mm时最小反射损耗为?27.90 dB,在厚度为1.9 mm时有效吸收带宽为4.96 GHz(12.64~17.60 GHz)。其优异的吸波性能归因于良好的阻抗匹配及介电损耗和磁损耗之间的协同作用。      

双层雷达波吸收平板吸波特性研究

依据阻抗匹配原理与电磁波传播规律,设计了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料。研究了以硫化锑作为匹配层填充物,炭粉作为吸收层填充物的双层吸波体的吸波性能。结果表明:面层硫化锑填充量选定为15%(ω),当底层炭粉填充量为30%(ω)时,试样总厚度为4.0mm,测试频率为8~18GHz,R<-10dB的频宽为7.6GHz,最大吸收峰值在13.8GHz(R=-20.89dB)。当底层炭粉填充量为35%(ω)时,试样总厚度为3.4mm,R<-10dB的频宽为7.2GHz,最大吸收峰值在13.8GHz(R=-15.85dB)。具有一定的工程应用价值。     

Fe-Co合金和中空碳纤维吸波材料的吸波特性研究

采用矢量网络分析仪测试了Fe-Co合金/石蜡和中空碳纤维/石蜡复合材料的微波电磁参数,并用电磁参数模拟计算了单层吸波材料的反射率.根据电磁波在损耗媒质中的传播规律,分析了2种吸波材料的吸收机理以及本征阻抗和衰减特性对吸波性能的影响.结果表明,Fe-Co合金吸波材料为吸收损耗型吸泼材料,阻抗越大、衰减越强,吸波性能越好;而中空碳纤维吸波材料则是干涉型吸波材料,需要适当大小的阻抗和衰减才能满足强吸收的条件,且吸收带宽相对较窄.     

双层结构型吸波复合材料的制备与吸波性能研究

依据传输线理论和阻抗匹配原则,设计并制备了一种以磁性金属微粉为面层、多壁碳纳米管为底层、玻璃纤维布为环氧树脂基体增强体的低频段双层结构型吸波复合材料。采用透射电镜和扫描电镜对多壁碳纳米管和磁性金属微粉的微观形貌进行了表征,采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了材料在2～18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,采用弓形法测试了复合材料在2～8GHz扫频范围内的反射率特性。研究表明,该双层结构型吸波复合材料在低频S波段具有良好的吸波效果,当其匹配厚度为dm=4.0mm时,最大吸收峰在3.08GHz时达到-17dB,反射率小于-10dB的频宽为1.82GHz。     

石墨烯基吸波材料的研究进展

诸如铁氧体、磁性金属粒子及其合金等传统吸波材料,密度大、环境稳定性差、对电磁波的吸收弱以及吸收频带窄的缺陷限制了其在吸波领域的应用,而石墨烯因其较高的机械强度、较小的密度以及优异的介电性能受到了吸波材料领域众多学者的关注;但由于石墨烯的阻抗匹配性能较差,损耗机制比较单一,导致其吸波性能较差,因此,研究人员通常将石墨烯与其他介电损耗型或者磁损耗型材料复合来增强其吸波性能,此外对吸波剂的结构进行合理的设计也是增强其吸波性能的有效途径。结合国内外的发展状况,对石墨烯基吸波材料的制备以及性能研究做了综述性介绍,并展望了未来石墨烯基吸波材料的发展方向。     

碳纤维/铁硅铝复合材料的低频吸波性能

为获得吸波性能良好的吸波材料,将电阻型吸波剂碳纤维和磁损耗型吸波剂FeSiAl片状磁粉复合,以石蜡为基体,利用模压法制备出复合材料。采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对单一吸波剂进行了测试分析。结果发现,片状FeSiAl磁粉的粒度在数十到几百微米之间;碳纤维表面留有活性物质,截面处能看到皮芯结构;XRD衍射图谱中,FeSiAl呈现出bcc结构。对复合吸波材料的电磁参数进行测量对比,结果表明,FeSiAl片状磁粉在1~3GHz内的最佳反射率达到-40.7dB,有效吸收频带宽度约为0.5GHz;当加入长度等于4mm,含量为0.4%(质量分数)的碳纤维时,碳纤维/铁硅铝复合材料吸波性能最佳,其反射率为-49.6dB,有效吸收频带宽度为1.0GHz;FeSiAl片状磁粉平行于吸波片表面排列时,材料的反射率减小,吸波性能增强。     

胶原纤维-橡胶复合吸波材料的制备及其性能研究

以橡胶原料为基材、改性胶原纤维为吸波剂,通过混炼、热压成形的方法制备一种新的结构型吸波材料,并对其吸波性能和机械强度进行研究。实验结果表明:胶原吸波剂可均匀地分布在橡胶基材中形成结构型吸波材料,可见实验所用的方法适合于胶原吸波剂与橡胶基材的复合;复合材料有较好的吸波作用,吸波剂含量50%、厚度为2mm的材料对电磁波的最大反射损失为8.62dB、吸收强度大于5dB的频宽为3.2GHz;胶原吸波剂与橡胶基材复合后机械强度明显提高,与胶原吸波材料相比,复合吸波材料的抗张强度提高27.6%、撕裂强度提高99.6%;复合材料的吸波性能、机械强度与胶原吸波剂的含量有关,随着吸波剂含量的增加,吸波性能改善但机械强度减弱。     

柔性还原氧化石墨烯/三元乙丙橡胶复合材料的制备及其吸波性能研究

采用还原法在三元乙丙橡胶(EPDM)泡沫结构中原位生长还原氧化石墨烯(RGO)气凝胶材料,制备了RGO/EPDM泡沫双三维复合结构。研究了氧化石墨烯先驱体(GOs)溶液浓度对泡沫复合材料微观结构及电磁性能的影响规律。结果表明:不同先驱体浓度下,RGO均以三维泡沫结构形态附着在EPDM泡沫骨架结构内部,分散均匀且具有较好的附着力;成分分析显示材料复合后界面未发生化学反应,各部分材料仍保持其本征特性;微波反射率测试结果显示,在8～18GHz范围内,不同浓度的样品单体均未表现出明显的强电磁吸收能力,但3块样品梯度叠加后(厚度达7mm)吸波性能出现大幅提升,最大吸波强度达到-22.27dB,-10dB吸收频段为9.9～18GHz,频宽达到8.05GHz,显示出良好的宽频吸波性能。     

以中空多孔碳纤维为主体的轻质吸波材料吸波性能研究

根据阻抗匹配原理和电磁波传播规律,以中空多孔聚丙烯腈(PAN)碳纤维为主要吸收剂,分别添加以炭黑、碳纤维和羰基铁粉为吸收剂的匹配层,制备了双层轻质雷达吸波材料,并考察了其吸波性能.结果表明,双层结构设计和不同吸收剂的复合对提高材料的吸波性能起着重要的作用.以羰基铁粉作吸收剂的匹配层比以炭黑和碳纤维作吸收剂的匹配层对提高以中空多孔碳纤维吸波材料的吸波性能更为显著.所制备的材料在厚度为2.90mm,密度为1.28g/cm³时,在4~18GHz频率范围内反射率≤-8dB的带宽为11.42GHz,反射率≤-10dB的带宽为10.90GHz.     

MnO2/CB/环氧树脂双层复合材料的吸波性能研究

为改善吸波材料对入射电磁波的阻抗匹配性能,采用不同吸收剂设计并制备了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料,匹配层中引入二氧化锰或炭黑为填料,吸收层采用炭黑为填料,通过改变吸收剂含量和类型首次设计了9种双层匹配方案.实验结果表明,当匹配层吸收剂为10%的二氧化锰,吸收层吸收剂为30%的炭黑时,双层复合材料的电磁波吸收性能为最佳,特别是当匹配层的厚度为2 mm时,其吸收性能在8~18 GHz测试频段内的16.8 GHz达到-27.48 dB,优于-10 dB的频带达8.6 GHz,具有一定的工程应用价值.     

一种极化无关的多频带超材料吸波体的仿真与实验研究

设计了一种基于C型组合谐振结构的多频带超材料吸波体,通过CST微波工作室进行仿真分析,采用弓形法对超材料样品的反射率进行实验验证。仿真结果表明,该吸波体在3.28GHz、3.89GHz、6.61GHz、9.76GHz、11.43GHz实现了近完美吸收,吸收强度分别为99.67%、99.85%、98.10%、99.99%、99.25%,实测结果和仿真结果基本一致。通过表面电流分布、等效电路图以及理想阻抗匹配理论分析了该吸波体作用的物理机理。该超材料吸波体有极化无关的特性。     

活性炭纤维/树脂复合吸波材料的研究

研究了活性炭纤维/树脂吸波复合材料的微波吸收特性.实验结果表明:活性炭纤维吸波材料的吸波性能与吸波层中纤维的含量、分布方式密切相关.在本实验条件下吸波层中四个结构层纤维含量(质量分数)分别为0.2%,0.4%,0.6%和0.8%时,材料在4.2～18GHz频率范围内对电磁波有-10dB以下的吸收,7.12GHz时取得最...     

单层雷达吸波材料研究

通过数值分析确定了单层电损耗吸波材料理想电磁参数,探讨了单层吸波材料的吸波机理.分析表明:单层吸波材料要实现宽频吸收,其电磁参数必须具有频散效应,即随电磁波频率的升高电磁参数有规律的降低,其中ε′·μ′与f2成反比.以羰基铁粉/聚氯乙烯吸波贴片为实例验证了理论分析结果,讨论了常规单层吸波材料性能的影响因素.