2mm短切碳纤维吸波涂层的制备与吸波性能

基于雷达吸波涂层薄、轻、宽、强的要求,以2 mm短切碳纤维为吸收剂,水性聚氨酯为基体树脂,制备了碳纤维吸波涂层,将芳纶纸蜂窝与碳纤维吸波涂层进行匹配,并采用矢量网络分析仪测试了涂层的吸波性能。结果表明,单层碳纤维吸波涂层在厚度较薄时吸波性能较差,添加匹配层后性能有所改善。将不同碳纤维含量的吸波涂层与芳纶纸蜂窝进行匹配,制备了多层匹配碳纤维吸波涂层,涂层的吸收强度和有效吸收带宽均得到明显提升,通过调整碳纤维涂层和芳纶纸蜂窝的匹配方式,复合涂层在4.1~13.6 GHz频率范围内均能实现有效吸收。     

单/双层水泥基平板的微波吸收性能

依据阻抗匹配原理与电磁波传播规律,提出表层透波、内层吸波的双层法设计,该设计具有电磁波吸收性能的层状水泥基平板结构.研究了硅灰和橡胶粉对表面层阻抗匹配的影响;同时还对碳纤维、钢纤维、碳纤维与铁氧体粉复合以及钢纤维与碳纤维复合作为内层吸收剂时,水泥基平板材料在8～18GHz频段内的吸波性能进行了研究.结果表明:硅灰和橡胶颗粒可以明显地改善水泥平板与自由空间的阻抗匹配:与单层相比,在相同碳纤维掺量时,双层吸波砂浆反射率下降-3dB左右;30%质量分数铁氧体与碳纤维复合作为吸波材料的损耗层的吸收剂,反射率在-10dB以下(12.5～18.0GHz),且随着入射频率的增加反射率下降.     

磁性吸波碳纤维掺杂聚氨酯泡沫制备夹层结构吸波材料

通过在碳纤维表面进行磁性涂层制备出具有吸波效果的磁性涂层碳纤维,在聚氨酯中仅掺杂质量分数〈5%该纤维发泡得到吸波聚氨酯泡沫,经与透波层和反射层复合可以得到宽频和轻质的结构吸波材料。     

宽频雷达吸波材料研究

采用常规粉体吸收剂和导电纤维作为复合吸收剂,掺混于改性聚氯乙烯基体中,制备出宽频雷达吸波材料。用弓形法测试、研究了这种复合吸波材料在2~18 GHz范围内的反射率特性。通过合理组合制得的复合吸波材料的总厚度为2.8 mm时,在6~18 GHz范围内实现反射率小于-10 dB。     

雷达波吸收性聚氨酯泡沫塑料的研究

通过对碳纤维、碳纤维/纤维Ⅰ和碳纤维/纤维Ⅱ分别填充的硬质聚氨酯泡沫塑料的吸波性能的研究,探讨了纤维类型、纤维含量、样品厚度的相关变化对塑料样板吸波性能的影响。结果表明,填充碳纤维的硬质聚氨酯泡沫塑料的吸波频带较窄;纤维Ⅰ和纤维Ⅱ分别与碳纤维混杂均可展宽频带;吸波性能随塑料样板厚度的增加而增强,随纤维Ⅱ含量的增加,吸收峰向低频移动,峰值增大。     

聚苯胺复合涂料红外与吸波性能研究

采用化学镀制备镍钴磷合金包覆盐酸掺杂聚苯胺粉体、高氯酸掺杂聚苯胺粉体和本征态聚苯胺粉体复合材料.分别以盐酸掺杂聚苯胺粉体、高氯酸掺杂聚苯胺粉体、本征态聚苯胺粉体以及化学镀复合粉体作为吸波剂,醇酸清漆为基料,制备了吸波涂层,并测定涂层微波反射率.分别以盐酸掺杂聚苯胺、高氯酸掺杂聚苯胺、本征态聚苯胺粉体为填料,聚氨酯为基料,制备红外涂层,并测试涂层的红外发射率.研究结果表明,本征态聚苯胺化学镀复合粉体吸波性能有较大提高,在15.5 GHz,反射率为-7.5 dB;盐酸掺杂聚苯胺粉呈现微波和红外兼容特性,对于雷达红外复合隐身涂料开发具有应用前景.     

双酚F型环氧树脂/聚噻吩复合吸波材料研究

以双酚F型环氧树脂为基质,聚噻吩为吸波剂,采用压片机制备了复合吸波材料。通过扫描电镜、X射线衍射仪分析以及饱和磁强度、介电常数和磁导率以及吸波反射率测定研究了复合吸波材料的微观形貌和结构组成,聚噻吩用量对吸波材料饱和磁强度的影响以及材料的电磁和吸波性能。结果表明,试样内部缺陷较少,粒径大小均一,材料内部组成结构与预期相符。试样饱和磁强度随聚噻吩用量的增大而增大。介电常数随电磁波频率的增大逐渐减小。电磁波频率为2～11 GHz时磁导率随着频率的增大而减小,11～18 Ghz时磁导率逐渐从0增大至0.4。厚度为3.8 mm的试样吸波性能最佳,吸波反射率峰值可达-35.0 dB,吸收率超过99.0%。     

碳纤维粉-羰基铁粉复合材料的吸波性能及在涂层中的应用

分别以碳纤维粉、羰基铁粉以及二者混合物为吸收剂,以石蜡为基体制备成同轴样品,采用同轴法分析了3种吸收剂的电磁参数,并考察了各吸收剂含量对其影响。将3种吸收剂与水性聚氨酯制备成吸波涂层,采用弓形法测试了涂层的吸波性能,考察了膜厚对涂层吸波性能的影响。碳纤维粉为电损耗型材料,在Ku波段(12.0~18.0 GHz)具有较大的介电损耗角正切;羰基铁粉兼具电损耗与磁损耗,但其介电损耗角正切值较小,磁损耗主要存在于S波段(2.0~4.0 GHz)和C波段(4.0~8.0 GHz)。将碳纤维粉与羰基铁粉复配作为填料(碳纤维粉与羰基铁粉的质量分别占吸收剂与树脂不挥发分总质量的25%和60%),能够充分凸显二者优点,得到吸波频带更宽、吸波性能更优的复合吸波涂层。     

吸波/防弹复合材料的研发

采用玻璃纤维布/改性环氧树脂、碳纤维布/环氧树脂以湿法手糊成型工艺制备透波层和反射层,并与吸波浆料浸渍后的芳纶蜂窝芯复合制成电磁屏蔽材料。将电磁屏蔽材料与芳纶防弹板复合制成吸波/防弹一体化材料,该材料可满足GA 141—2010防弹标准要求,在频率2～18 GHz范围的最大反射率可达-25 dB,具有较好的吸波性能。     

碳纳米管/聚合物复合吸波材料性能研究

碳纳米管通过化学气相沉积工艺制备,碳纳米管直径10～30nm,纯度>90%。碳源为乙炔、铁/镍复合催化剂。加入适量的有机溶剂丙酮溶解环氧树脂,然后加入碳纳米管。分别高速搅拌和超声处理30min,加入固化剂乙二胺搅拌均匀,超声10min除去气体后,浇铸在铝板上制成吸波涂层。TEM检测碳纳米管。反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能。碳纳米管和环氧树脂比例为1∶100时,3mm厚吸波层试样吸波峰出现在14 32GHz,吸波峰值R=-10 01dB,吸波频带宽度为2 16GHz(R<8dB)。厚度增加到9mm,在11GHz和17 83GHz出现双吸波峰,最大吸波峰出现在17 83GHz峰值R=-9 04dB,带宽约1GHz(R<8dB)。比例调整为5∶100时,波峰出现在7 91GHz,峰值加大到R=-13 89dB,带宽度达到3 19GHz(R<8dB)。     

RAM-相变微胶囊红外微波隐身复合材料

采用种子微悬浮聚合法,以月桂酸为相变芯材,苯乙烯-二乙烯基苯共聚物为壁材,分别掺杂纳米Fe_3O_4和还原氧化石墨烯(RGO)两种雷达吸波材料(RAM),制备了具有红外微波兼容隐身功能的微胶囊材料(RAM-MCPCM)。采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪等对材料性能进行了表征。结果表明:RAM-MCPCM微观形貌呈表面微凸球状,仍然具有较高相变潜热;涂层厚度为0.5 mm时,Fe_3O_4-MCPCM[w(Fe_3O_4)=8%]/环氧涂层在5.25 GHz时反射率达到最小值-0.54 d B,RGO-MCPCM[w(RGO)=4%]/环氧涂层在8.8 GHz时反射率达到最小值-1.21 d B,两种涂层在环境温度升高时都具有一定控温作用,具备红外微波兼容隐身性能。     

基于铁氧体和碳纤维的双层复合材料吸波性能研究

使用溶胶凝胶法制备了M型和W型六角铁氧体,测量了铁氧体、短切碳纤维复合材料在Ku波段的电磁参数,并计算了层厚为2mm的单层和双层复合材料反射率。结果表明,添加了碳纤维的M型铁氧体吸波性能得到明显改善;W型铁氧体复合材料反射率在-10dB以下的有效带宽达到4.1GHz,具有较好的吸收性能;而以W型铁氧体作为内层,含碳纤维的M型铁氧体复合材料作为外层,并且层厚都为1mm的双层复合材料吸波性能优良,反射率在-10dB以下的有效带宽为3.2GHz,最大吸收处位于12.7GHz处,反射率约为-22.0dB,具有一定的实用前景。     

水性聚氨酯的合成及其在高性能纤维复合材料中的应用

综述了水性聚氨酯的合成方法、制备原料及其国内外研究进展,简介了水性聚氨酯在对位芳纶和超高相对分子质量聚乙烯纤维增强复合材料中的应用。指出今后水性聚氨酯将通过复合改性方法来提高其综合性能,以期在高性能纤维增强复合材料制备中有更广泛的应用。     

含有短切导电纤维聚氨酯泡沫塑料的吸波性能研究

通过对一种含导电短纤维的聚氨酯(PUR)泡沫塑料吸波性能的研究,探讨了纤维吸收剂的电导率、含量和泡沫塑料试样厚度对PUR泡沫塑料吸波性能的影响。结果表明,在一定范围内,纤维电导率增大可使PUR泡沫塑料对电磁波的损耗增加;纤维含量增大可增加其谐振子数目,有利于衰减电磁波;试样厚度增加可使PUR泡沫塑料吸波性能增强,在Ka波段尤为明显。     

Silicon carbide nano-fibers in-situ grown on carbon fibers for enhanced microwave absorption properties

Silicon carbide nano-fibers (SiCNFs) were in-situ grown on the surface of carbon fibers by catalysis chemical vapor deposition (CCVD) with Ni nano-particles as catalyst at 1000 °C. The phase composition, microstructures, oxidation resistance and microwave absorption properties of the SiCNFs coated carbon fibers were investigated by X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy (TEM), Thermal gravity analysis (TGA) and Vector network analyzer, respectively. The results show that the as-grown nano-fibers which are mainly composed of β-SiC, present a withe-like morphology with diameter of 20–50 nm and aspect ratio of 100–150. Additionally, the TGA curves indicate that the oxidation resistance of the SiCNFs coated carbon fibers is significantly improved in comparison to the pure carbon fibers. Moreover, the investigation reveals that the microwave absorption properties of the SiCNFs coated carbon fibers are effectively enhanced. The reflectivity of the SiCNFs coated carbon fibers is less than −10 dB within the frequency ranging from 9.2 to 11.7 GHz and the lowest value of reflectivity can approach −19.9 dB when the thickness of specimen is 2 mm. While the reflection loss of the pure carbon fibers is higher than −2.1 dB within the whole band ranging from 2 and 18 GHz. The superior microwave absorbing performance of the SiCNFs coated carbon fibers is mainly attributed to the improved impedance matching as well as dissipation resulted from hopping migration. In conclusion, this study provides an effective modification approach to improve the microwave absorption properties of carbon fibers. Finally, the SiCNFs coated carbon fibers could be considered as a promising candidate in light-weight microwave absorbing materials.     

紫外光固化碳纳米管改性水性聚氨酯涂膜

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG400)、2,2-双羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)为主要原料,合成光固化水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体,以三乙醇胺中和后,原位引入经浓硝酸处理过的碳纳米管(CNTs),制备了光固化水性聚氨酯碳纳米管复合乳液(WPU/CNTs),加入光引发剂后交联固...     

纳米Mn-Zn铁氧体电磁吸波水泥基材料的制备与性能

利用化学共沉淀法制备纳米Mn-Zn铁氧体磁流体,再以一定比例将其掺入水泥浆体制备吸波层,以膨胀珍珠岩作为匹配层,制备双层水泥基吸波材料,研究了不同纳米组分掺入量对该种水泥基材料吸波性能的影响.结果表明:纳米Mn-Zn铁氧体吸波砂浆在厚度(20+10)mm、掺量7%时,在8~18 GHz频段内反射率都小于-10 dB,最小反射率为18 GHz处的-15.1 dB.