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。     

镀镍碳纳米管的微波吸收性能研究

用竖式炉流动法制备了碳纳米管,碳纳米管的外径40nm～70nm,内径7nm～10nm,长度50μm～1000μm,呈直线型,用化学镀法在碳纳米管表面镀上了一层均匀的金属镍。碳纳米管吸波涂层在厚度为0.97mm时,在8GHz～18GHz,最大吸收峰在11.4GHz(R=-22.89dB),R<-10dB的频宽为3.0Hz,R<-5dB的频宽为4.7GHz。镀镍碳纳米管吸波涂层在相同厚度下,最大吸收峰在14GHz(R=-11.85dB),R<-10dB的频宽为2.23Hz,R<-5dB的频宽为4.6GHz。碳纳米管表面镀镍后虽然吸收峰值变小,但吸收峰有宽化的趋势,这种趋势对提高材料的吸波性能是有利的。碳纳米管作为偶极子在电磁场的作用下,会产生耗散电流,在周围基体作用下,耗散电流被衰减,从而雷达波能量被转换为其它形式的能量。     

二茂铁高分子磁性吸波剂的结构与电磁性能研究

合成了二茂铁酰腙型金属(Mn、Fe、Co)配位的高分子吸波剂(OPA-M),研究表明,OPA-M取代基为共轭体系较大的联苯基,配位金属为Mn时,它的最大的反射衰减量(R)为-15dB(6.9GHz),R＞-10dB的频宽4.2GHz(5.8～10.0GHz).另外,OPA-Mn含3%炭纤维的复合吸波材料最大反射衰减量为-18dB(8.5GHz),R＞-10dB的频宽为6.0GHz(5.5～11.5GHz),而密度仅2.2g/cm3,因此,这种新一代高分子磁性吸波剂在理论研究和军工应用有重要价值.     

碳纤维/羰基铁粉复合涂层吸波效果及机理分析

在碳纤维表面化学镀镍,再将其与羰基铁粉混合制备成吸波涂层,对其吸波性能进行了测试.结果表明:在2～18 GHz内,碳纤维/羰基铁粉吸波涂层,最大吸收峰在5.92 GHz,此时反射率为-8.89 dB,反射率小于-5.00 dB的频宽为9.50 GHz;单层羰基铁粉涂层在相同厚度下,最大吸收峰为7.94 GHz,对应的反射率为-10.36 dB,反射率小于-5.00 dB的频宽为6.90 GHz;碳纤维与羰基铁粉混合后,涂层反射率小于-5.00 dB的频宽增大,有利于吸收雷达波.最后,对碳纤维/羰基铁粉吸波涂层的吸波机理进行了初步分析.     

LiZn铁氧体的制备和吸波性能研究

用溶胶-凝胶法制备了Li0.35Zn0.3Fe2.35O4粉体,采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了样品在2～18GHz频率范围的复介电常数εr(εr=ε′-jε″)和复磁导率μr(μr=μ′-jμ″).采用传输线理论公式,对材料的吸波性能进行了模拟.结果表明,随着匹配厚度d的增加,吸波性能增强.当d=4mm时,材料的吸波曲线出现双吸收峰;d=5mm时,材料的吸收峰值位于4.4GHz,反射率为-19.96dB,-10dB吸收带为2.8～9.0GHz,带宽为6.2GHz.吸波材料在低频区有良好的吸波性能.     

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。     

螺旋形碳纤维结构吸波材料的制备及其吸波性能研究

用基板法以乙炔为碳源,镍板为催化剂,PCl3为助催化剂,通过化学气相沉积制备了螺旋形碳纤维手性吸收剂,并研究了其在2～18GHz的微波电磁特性:具有较高的介电损耗,电磁参数随频率的增大有减小的趋势,有利于实现宽频吸波。以螺旋形碳纤维作为吸收剂制备了Nomex蜂窝夹芯结构吸波材料,复合材料的厚度为9.5mm时,在3.76～18GHz反射率R<-10dB,反射率<-10dB的频宽为14.24GHz;最大吸收峰在10.4GHz,反射率R为-21.62dB。探讨了螺旋形碳纤维的吸波机理,螺旋形碳纤维是一种非常有发展前景的手性吸收剂和吸波材料。     

碳纳米管加载量对复合材料吸波性能的影响

将不同质量分数的碳纳米管和环氧树脂充分混合，制成复合吸波涂料并涂覆在铝板上制成吸波涂层。采用TEM对碳纳米管的形貌进行观察。使用反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测复合材料的吸波性能。结果表明，复合材料在2GHz～18GHz均有良好的吸波性能。碳纳米管加载质量分数为8％和10％时，复合材料吸波性能最佳。8％碳纳米管加载量，峰值最大，达到～22．55dB，波峰出现在12．32GHz，带宽分别为2．56GHz（R〈-8dB）和4．00GHz（R〈-5dB）。10％碳纳米管添加量，带宽最大，分别达到2．80GHz（R〈-8dB）和7．00GHz（R〈-5dB），波峰出现在13．67GHz，峰值为-14．59dB。     

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。     

吸波剂含量和涂层厚度对微波吸收性能的影响

以具有强磁损耗特性的磁粉、电阻型和电介质型物质作为吸波剂,制备出了具有阻抗渐变结构的3层复合雷达吸波涂层,研究了吸波剂用量和涂层厚度对吸波性能的影响.结果表明,增加表层、中层或底层吸波剂含量及涂层厚度,均能使吸波性能曲线向低频端方向移动,反之,吸波性能曲线向高频端方向移动;选择适当的吸波剂含量或者一定厚度的涂层才能拓宽、加深吸波性能.制得的试样中反射损耗可达-35.74和-39.25dB,其频宽(＜-10dB)分别为3.52和2.84GHz.     

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.     

多元助剂改性羰基铁粉雷达波低频吸波性能研究

采用三种处理剂对羰基铁粉样品进行表面复合改性,研究了多元助剂对羰基铁粉样品表面改性后的微观结构及电磁参量的影响。结果表明,多元助剂的使用使羰基铁粉表面形成了一层致密的有机绝缘薄膜,能有效降低羰基铁粉的复介电常数,增加复磁导率虚部,提高吸波材料的电磁匹配性能,改善吸收剂的低频吸收效果。根据传输线理论计算吸波材料的反射损耗(Reflection loss,RL),在厚度为2mm时,三元助剂改性羰基铁粉的反射损耗峰值在2GHz附近达到-15dB,在RL-10dB的有效吸收频宽为1GHz(1.6~2.6GHz),具有较好的雷达波低频吸波性能。     

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.     

Investigation on the broadband electromagnetic wave absorption properties and mechanism of Co<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>4</Subscript>-nanosheets/reduced-graphene-oxide composite

A cobaltosic-oxide-nanosheets/reduced-graphene-oxide composite (CoNSs@RGO) was successfully prepared as a light-weight broadband electromagnetic wave absorber.The effects of the sample thickness and amount of composite added to paraffin samples on the absorption properties were thoroughly investigated.Due to the nanosheet-like structure of Co3O4,the surface-to-volume ratio of the wave absorption material was very high,resulting in a large enhancement in the absorption properties.The maximum refection loss of the CoNSs@RGO composite was-45.15 dB for a thickness of 3.6 mm,and the best absorption bandwidth with a reflection loss below-10 dB was 7.14 GHz with a thickness of 2.9 mm.In addition,the peaks of microwave absorption shifted towards the low frequency region with increasing thickness of the absorbing coatings.The mechanism of electromagnetic wave absorption was attributed to impedance matching of CoNSs@RGO as well as the dielectric relaxation and polarization of RGO.Compared to previously reported absorbing materials,CoNSs@RGO showed better performance as a lightweight and highly efficient absorbing material for application in the high frequency band.     

羰基铁/三元乙丙橡胶复合材料的吸波性能

为了探明吸波材料的厚度、吸收剂的含量与吸波性能之间的关系,以羰基铁为吸收剂、三元乙丙橡胶为基体制备了复合橡胶吸波材料,采用矢量网络分析仪研究了在2.6~18 GHz范围内羰基铁含量和吸波材料厚度对吸波性能的影响,并利用电磁理论分析了吸波材料的吸波性能.对于3 mm吸波材料,当羰基铁体积分数为45%时,在3.5 GHz处其反射率的最小值达-21.7 dB;在羰基铁含量一定的条件下,微波吸收性能与吸波材料的厚度并不成正比关系,当厚度<2 mm时,吸波材料的吸波效果较差;当厚度>2 mm时,随着吸波材料厚度的增加,最大吸收峰的位置向低频移动,并且最大吸收峰的峰值和指定反射率的频率带宽也呈减小的趋势.在相同厚度下,随着羰基铁含量的增加,吸波材料在电磁波吸收峰处的反射率不断减小,而且吸波材料吸收峰的位置也向低频移动;输入阻抗与空气阻抗越接近,吸波材料的吸波性能越好.     

Microwave absorption response of nickel/graphene nanocomposites prepared by electrodeposition

In this study, nanostructures of nickel have been successfully deposited on graphene nanosheet by direct electrochemical deposition. The morphology, nickel content, and magnetic properties of the graphene as well as composites were examined by scanning electron microscopy, transmission electron microscopic, elemental analysis, and vibrating sample magnetometer, respectively. Their relative complex permeability and permittivity were also measured, and reflection loss values were calculated at given thickness layer according to transmit line theory in the range 2–18 GHz. The results reveal that with the increasing of the thickness of the samples, the matching frequency tends to shift to the lower frequency region, and theoretical reflection loss becomes less at the matching frequency. When the absorbing thickness is 1 mm, the maximum absorption value of graphene is ?6.5 dB at about 7 GHz. After decorating graphene sheet with magnetic nickel nanoparticles, the composites were shown to efficiently promote microwave absorbability. When the thickness is 1.5 mm, the absorption value of the composites exceeds ?10 dB in the 5 GHz absorbing bandwidth and the maximum absorption value is ?16.0 dB at 9.15 GHz.     

短切中空多孔碳纤维复合材料的吸波性能

以中空多孔聚丙烯腈(PAN)原丝为原料, 通过预氧化处理和碳化处理工艺制备了中空多孔碳纤维, 采用SEM和XRD对其微观结构和晶体结构进行了表征, 并对其吸波性能进行了分析. 研究结果表明, 中空多孔碳纤维是一种非石墨结构的电损耗型雷达波吸收剂; 随着短切中空多孔碳纤维体积分数的提高, 随机分布的纤维/石蜡复合吸波材料的介电常数随之增大; 用所得的电磁参数结果计算了不同厚度材料的反射率, 在2～18GHz频率范围内, 当体积分数为33.30%, 厚度为2mm时, 最低反射率为-21.36dB, 其中<-5dB的反射率带宽为5.17GHz, <-10dB的反射率带宽为2.88GHz.