羰基铁粉复合多孔吸波涂层的优化设计

目的 解决吸波剂羰基铁粉颗粒(CIP)构成的吸波涂层存在密度较大、涂层厚度过大的问题.方法 利用三维多孔结构降低复合吸波涂层的密度并改善阻抗失配,从而构筑轻质宽频羰基铁粉复合吸波涂层.利用有限元分析软件建立了羰基铁粉/石蜡复合多孔吸波涂层的仿真模型,通过仿真研究了三维多孔结构的孔隙率、孔径和孔隙分布方式对复合吸波涂层性能(最小反射损耗、有效吸收带宽、峰值吸收频率和密度)的影响规律,揭示了羰基铁粉多孔结构的吸波机理,并确定了具有最佳综合性能的羰基铁粉三维多孔复合吸波涂层的结构参数.结果 随着孔隙率的增加,涂层密度减小且峰值吸收频率向高频移动;而随着孔径的减小,涂层除峰值吸收频率向高频移动外,最小反射损耗和有效吸收带宽分别呈减低和增加的趋势,吸波性能得到有效改善.孔隙分布方面,在随机、有序、梯度递减和梯度递增4种分布方式中,梯度递减分布表现出最佳的吸波性能.相较于无孔结构,羰基铁粉质量分数为75％、孔隙率为16％、孔径为0.325 mm、孔隙呈梯度递减分布的三维多孔涂层,其有效吸收带宽(RL<–10 dB)拓展了49.3％(从4.10 GHz增加到6.12 GHz),密度降低了4％(从2.71 g/cm3降低到2.6 g/cm3),而最小反射损耗仅仅损失0.7％.结论 多孔结构的引入可以实现羰基铁粉涂层轻质、宽频吸波的目的.     

环氧基复合吸波涂层的制备与性能研究

目的 制备综合吸波性能良好的复合吸波涂层.方法 选择炭黑和羰基铁粉进行机械混合,作为吸波剂加入到环氧树脂中进行吸波材料制备,利用扫描电子显微镜对炭黑和羰基铁粉分别进行微观形貌的观察.利用矢量网络分析仪在2～18 GHz内测试其电磁性能,研究炭黑和羰基铁粉含量及涂层厚度对吸波性能的影响规律.结果 通过观察微观形貌发现,炭...     

海洋苛刻环境服役的CIPs/EP吸波防腐功能材料

目的 制备兼具吸波与耐腐蚀性能的复合材料。方法 使用KH560对羰基铁粉进行改性,在此基础上分别制备羰基铁粉体积分数为0%、15%、20%、25%的复合材料。通过红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和矢量网络分析仪（VNA）等测试技术对所制备复合材料的微观特征和电磁性能进行分析对比。研究不同羰基铁（CIP）的体积占比与复合材料电磁波吸收性能和防腐蚀性能之间的关系。结果 通过KH560改性后的羰基铁与环氧树脂混合均匀,形成了紧密的网络结构。羰基铁粉为片状,长度为3～10μm。当羰基铁粉的体积分数为20%时,样品的吸波性能和防腐性能较好,综合性能相对最佳。所制备的样品在较宽范围内均拥有良好的吸波性能,在厚度2 mm时反射损耗小于-10 dB的有效带宽达到了4.2 GHz,在8.5 GHz左右时达到了最小反射损耗值（-42.5 dB）。样品在酸和盐的环境下进行7 d加速腐蚀实验后吸波性能未明显降低,这显示了其良好的耐腐蚀特性。结论 将吸波性能优良的羰基铁粉与耐腐蚀性能优异的环氧树脂进行复合,通过调控片状羰基铁粉的体积占比提高了材料的磁导率和介电常数,实现了良...     

不同形貌羰基铁的复合对电磁特性及吸波性能的影响

目的增强羰基铁的低频吸波性能,掌握吸收峰频率的调控方法。方法将球形羰基铁与片状羰基铁混合,制作复合材料。通过扫描电子显微镜对两种羰基铁的微观形貌进行分析。通过矢量网络分析仪测量5种质量配比下(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3)羰基铁复合材料的复介电常数和复磁导率,分析不同形貌羰基铁的复合对电磁特性的影响。同时分析不同配比羰基铁复合材料的吸波性能。结果随着球形羰基铁加入比例的提高,复合材料的复介电常数实部和虚部均逐步下降。羰基铁复合材料的复磁导率实部整体变化不大,虚部呈下降趋势。当片状羰基铁和球形羰基铁质量比为1∶2时,在3.08 GHz处最大吸波性能为20.2 dB,有效吸波带宽(反射率损耗不大于8 dB)为2.43 GHz。结论球形羰基铁的加入可以有效调控复合材料的吸收峰在低频范围内定向移动,增强1~4 GHz范围内的低频吸波强度,扩宽有效吸波带宽。球形羰基铁的加入,降低了片状羰基铁的介电常数,复合材料的电磁阻抗匹配条件得到优化,电磁损耗耦合效应增强,从而提升了该复合材料的吸波性能。     

基于超材料设计的羰基铁低频复合吸波涂层研究

为获得低频宽带吸波材料,本文采用共沉淀和原位聚合技术制备了羰基铁/CoFe₂O₄/PANI三元复合材料,并以此为介质层,借鉴超材料思想,设计了一种基于超材料结构的羰基铁复合吸波涂层,改善了低频吸波性能。分析了超材料的结构设计对羰基铁/CoFe₂O₄/PANI涂层吸波性能的影响,并对赋予超材料结构后的复合涂层的吸波机理进行了研究和讨论。通过仿真优化发现,在电阻膜方阻值为10mΩ/□和镂空十字电阻膜图案尺寸达到最佳时,在相同厚度下赋予超材料结构后的复合涂层具有比单一羰基铁涂层更宽的吸收频带以及更低的吸收频率,在3.8-6.9GHz频段内反射率均小于-10dB。研究表明,将超材料结构融入到羰基铁涂层性能改进中,能够有效提升其低频吸波性能。     

脲醛树脂包覆对片状羰基铁粉电磁吸波性能的影响

目的 提高片状羰基铁粉（FCI）的吸波性能。方法 采用原位聚合法制备脲醛树脂（UF）包覆片状羰基铁粉核壳复合粒子。通过透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）分别对试验前后样品的微观形貌和物相组分进行表征。采用矢量网络分析仪对处理前后片状羰基铁粉在0.5～18 GHz频率范围内的电磁参数进行测试,基于传输线理论对其反射损耗曲线进行拟合分析。结果 微观形貌及X射线衍射谱结果表明,成功合成了脲醛树脂包覆片状羰基铁粉复合粒子（FCI@UF）。对测得的电磁参数进行分析,与原始片状羰基铁粉相比,包覆后铁粉介电常数和磁导率的实部、虚部均呈下降趋势,电磁波衰减能力减弱,与空气的阻抗匹配能力增强。反射损耗曲线图中,包覆后铁粉能有效吸收频带变宽（以反射损耗小于-10dB的带宽作为有效吸收频带）,由3.15 GHz变为4.38 GHz,在13.84 GHz时有最小反射损耗（-20.64 dB）,最小反射损耗向高频移动,最小值降低率达41.38%。结论 使用脲醛树脂对片状羰基铁粉进行包覆,制备了综合吸波性能更具优势的FCI@UF复合粒子,有效提高了片状羰基铁粉的吸波性能。     

纤维吸波剂研究进展

以雷达隐身技术为切入点,重点介绍了碳纤维、碳化硅纤维、多晶铁纤维的吸波机理、改性及制备研究,并对该类吸波剂的电磁参数和相关吸波材料的吸波性能进行了分析.对于纤维类轻质吸波剂的进一步研究和应用,具有一定的指导意义和参考价值.     

NiFe1 . 98Nd0 . 02O4-Fe 双层吸波涂层设计及制备

目的制备高性能NiFe1.98Nd0.02O4-Fe双层吸波涂层。方法采用溶胶凝胶自燃烧法制备钕掺杂NiFe1.98Nd0.02O4。借助X射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对NiFe1.98Nd0.02O4和羰基铁的结构、形貌、电磁参数进行测试分析。采用遗传算法对NiFe1.98Nd0.02O4-羰基铁双层涂层的厚度进行优化设计。结果以环氧树脂为基体,以羰基铁和NiFe1.98Nd0.02O4为吸波剂的双层吸波涂层具备较好的吸波性能,厚度约1 mm,反射率在9.25~11.35 GHz范围内均小于-10 dB。结论 NiFe1.98Nd0.02O4层和羰基铁层在吸波性能上有很好的互补性,理论优化结果和实验结果相同。     

异形SiC纤维/羰基铁粉复合纤维束吸波性能

通过对三叶形和三折叶形SiC纤维束上浆剂中添加羰基铁粉,改变纤维的磁导率,优化异形SiC纤维材料的吸波性能,改善后三叶形SiC纤维/羰基铁粉反射率衰减大于5dB的频宽增大了1.6GHz,大于10dB的频宽增大了2.48GHz;三折叶形SiC纤维/羰基铁粉反射率衰减大于5dB的频宽增大了1.28GHz,大于10dB的频宽增大了1.52GHz。     

高性能雷达吸波涂层的制备及其损伤行为

以羰基铁粉为吸收剂、聚氨酯为胶黏剂,制备具有优异吸波性能的雷达吸波涂层,并基于矢量网络分析仪、电磁模拟软件Ansoft HFSS以及弓形框测试系统,对涂层电磁特性、损伤模型以及吸波性能进行研究。结果表明:雷达吸波涂层在垂直入射条件下具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm时,其反射损耗峰在7.2~12.8 GHz均达到?8 dB;在斜入射条件下也具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm、入射角为60°时,其反射损耗峰在5.5~18 GHz均达到?10 dB。相比于失效模式如雷达吸波涂层分层脱粘,损伤脱落对其吸波性能的影响更为明显。随着损伤脱落面积的增加,雷达吸波涂层的吸收强度（尤其是X波段）明显降低,且最小反射损耗峰往高频移动。通过对高性能雷达吸波涂层的脱落、分层等损伤行为的研究,为后续进行雷达吸波涂层维护与建立失效性评估标准具有极大的现实和军事意义。     

轻质CB/RGO复合涂层的制备及其吸波性能研究

目的制备吸波性能优异的碳基复合吸波涂层。方法采用液相法在导电炭黑(CB)体系中原位生长还原氧化石墨烯(RGO)材料,合成了CB/RGO复合吸收剂,并以环氧树脂为基体制备了CB/RGO复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的CB/RGO复合吸收剂进行微观结构表征,研究了吸收剂填充量和厚度对涂层电磁性能的影响规律。结果微观结构分析表明,CB以一种类似“葡萄状”的结构形态附着在石墨烯片层之间,在其表面实现包覆性生长,分散均匀且具有较好的附着力;制备的CB/RGO复合涂层质地均匀,密度仅为1.1 g/cm^3,兼具轻质柔性的特征。微波反射率测试结果显示,在高填充量3.0%和3.7%下,涂层均未表现出明显的强电磁吸收能力,而在低填充量1.6%和2.3%下,涂层表现出十分优异的微波吸收性能。结论当填充量为2.3%、厚度为1.9 mm时,涂层表现出最佳的吸波性能,最大吸波强度为−17.1 dB,有效吸波频宽达到6.63 GHz,覆盖整个测量频段的66.3%,显示出良好的宽频吸波性能。另外,当厚度为2.5 mm时,填充量为2.3%的涂层实现了雷达波在X波段的微波全吸收。     

热解碳涂层对Al_2O_3纤维编织体介电及吸波性能的影响(英文)

采用化学气相沉积法在Al2O3纤维编织体上沉积热解碳涂层,利用SEM及激光拉曼光谱表征沉积与未沉积热解碳界面层的纤维编织体,并研究热解碳沉积时间对纤维电导率及编织体X波段介电吸波性能的影响。结果表明:纤维电导率及编织体复介电常数随着热解碳沉积时间的延长而增大。电子松弛极化引起复介电常数实部的增大,电导损耗引起虚部的增大。热解碳涂层可以改善Al2O3纤维编织体的吸波性能,对于沉积60min热解碳涂层的编织体,反射率在9.5GHz附近达到-40.4dB,吸波频带接近4GHz.     

高岭土表面镀覆Co-P层及其微波吸收性能研究

选用产于茂名和苏州的天然高岭土为原料,通过改性处理和化学镀工艺制备了高岭土复合物MK/Co-P和SK/Co-P,对比分析其显微结构、磁性和微波吸收性能。结果表明:Co-P镀层均为单相密排六方结构,在MK/Co-P中均匀沉积在高岭土片层表面,Co和P含量(质量分数)分别为36.62%和4.41%。而在SK/Co-P中镀层对高岭土微米级团簇包覆完整,Co和P含量显著下降。与SK/Co-P相比,MK/Co-P的饱和磁化强度和矫顽力较高,介电常数和磁导率大幅上升,其匹配厚度在2.0~3.0 mm的有效吸波频带(RL≤–20 d B)覆盖4.7~8.2 GHz,反射损耗最大值为–27.32 d B,应用前景较好。     

高体积含量TiC/Fe复合材料的制备及力学性能

以TiC粉、还原铁粉和羰基铁粉为原料,采用行星球磨混料、冷压成型后无压烧结工艺制备了TiC颗粒体积含量为70%~90%的TiC/Fe复合材料,重点研究了羰基铁粉添加量、烧结温度及TiC体积含量对TiC/Fe复合材料的微观结构和力学性能的影响。结果表明:羰基铁粉的最佳添加量为铁基体粉体积含量的60%。当TiC体积含量一定时,随烧结温度的升高,TiC/Fe复合材料的相对密度、维氏硬度与弯曲强度均先增大后减小,经1500℃烧结后,复合材料的综合性能最佳。其中,70%TiC/Fe的相对密度及弯曲强度最高,分别为99.5%和437MPa;80%TiC/Fe的维氏硬度最大,为12.2GPa。     

磁性吸波材料的研究进展

简单阐述了吸波材料的吸波原理及各类吸波材料的特点和应用,重点介绍了铁氧体、磁性金属微粉及多晶铁纤维、纳米磁性吸波材料等的性质、吸波性能及改进其吸波性能的方法。指出目前研制的磁性吸波材料还存在频带窄、密度大、性能低等缺点,并针对此提出了进一步研究的方向。     

Al2O3短纤维/SiC颗粒混杂增强铝合金复合材料

研究了Ａｌ２Ｏ３ 短纤维和ＳｉＣ 颗粒混杂增强铝合金复合材料在制动过程中的摩擦磨损性能。结果表明复合材料在制动过程中的摩擦系数较稳定, 磨损量较小, 与传统的制动材料铸铁相比, 复合材料的表面温升较低, 铸铁由于表面温升较高而产生了大量的裂纹。复合材料由于增强体的存在, 制动过程中表面易形成致密连续的转移膜, 该转移膜的出现保证了复合材料在制动过程中摩擦系数的稳定, 降低了复合材料的磨损量。与铸铁相比, 复合材料的密度较低, 更适用于作制动材料     

Electromagnetic parameters and microwave-absorption properties for the mixtures of mechanically milled spherical and flaky carbonyl iron powders

The electromagnetic parameters were measured for the mixtures of mechanical milled carbonyl iron powders (CIPs) with different mass ratios of spheroid-like particles to flake-shape particles. The results indicate that mixing the sphere-like CIP particles with flake-shaped CIPs can be used to adjust effectively the electromagnetic parameters and enhance the absorption property in high frequency. In addition, a theoretic simulation based on the principle of superposition was carried out and compared with the microwave measurement results, indicating that the simple principle of superposition can not reflect truly the internal interaction mechanism in the composites with different particle shapes.     

Co-electrodeposition and characterization of Cu-Si3N4 composite coatings

Smooth copper coatings containing well-distributed silicon nitride particles were obtained by co-electrodeposition in acidic sulfate bath. The cathodic current density did not show significant influence on incorporated particle volume fraction, whereas the increase of particle concentration in the bath led to its decrease. The increase of stirring rate increased the amount of embedded particles. The microhardness of the composite layers was higher than that of pure copper deposits obtained under the same conditions due to dispersion-strengthening and copper matrix grain refinement and increased with the increase of incorporated particle volume fraction. The microhardness of composites also increased with the increase of current density due to copper matrix grain refining. The composite coatings presented higher strength but lower ductility than pure copper layers. Pure copper and composite coatings showed the same corrosion resistance in 0.5 wt.% H₂SO₄ solution at room temperature.     

High-Speed Tribological and Mechanical Properties of Layered Fe/SiC Composites

In this work, we studied the high-speed tribological and mechanical properties of layered SiC particulate reinforced iron matrix composites. The layered composites consisted of a surface layer with high volume fraction of the reinforcement particles and a layer with low volume fraction in the bulk. The layered composites are a form of functionally graded materials with high wear resistance near the surface and high thermal conductivity in the bulk. The composites were prepared by standard powder metallurgy techniques. The tribological behavior of the composites was evaluated at 25 to 35 m/s sliding speeds using a sub-scale dynamometer disk brake testing system. The properties of the layered composites were compared to those of uniform composites. The results showed that the layered composites have better wear resistance and braking effectiveness in the range of braking speeds considered. The layered composites also showed higher bending strength than the monolayer composites due to the presence of the interfaces between the layers.