方舱用蜂窝吸波材料的吸波性能研究

采用聚脲弹性体作为抗冲击层,研究了聚脲厚度与抗冲击性能之间的关系。在满足抗冲击性能的前提下,对蜂窝材料的单层和双层吸波性能进行了研究。结果表明,0.5 mm玻璃钢板＋1 mm厚聚脲,可以满足抗冲击要求。双层结构吸波材料的吸波性能明显优于单层结构。厚度9 mm、面密度4 kg·m-2的双层蜂窝吸波材料,4-8 GHz的反射率小于-10 d B,8-18 GHz的发射率小于-20 d B。     

浸渍层厚度对蜂窝吸波性能的影响

研究了浸渍层厚度对双层蜂窝材料吸波性能的影响。结果表明：蜂窝材料的吸波性能不仅与浸渍层的电磁参数有关,还与其厚度有关。随浸渍层厚度的增加,蜂窝材料的吸波性能逐渐增加;厚度达到一定程度后,高频吸波性能增加,而低频吸波性能则降低。     

一层随机分布的异向材料小椭球粒子的极化散射特征

该文推导了异向材料(Metamaterial)小椭球粒子的复散射振幅函数。构造了一层随机取向的异向材料小椭球粒子全极化散射的Mueller矩阵解。计算和比较了异向材料粒子和通常介质粒子的散射特性、同极化后向散射系数hh, vv, 以及hh－vv 随频率的变化。计算了任一椭圆极化入射下一层非均匀取向的随机分布异向材料粒子的同极化和交叉极化后向散射系数,以及随机粒子产生散射场去极化的极化度。解释了异向材料的媒质参数对粒子散射特性的影响和一层粒子的散射机理。结果表明:与通常介质粒子比较,异向材料粒子的散射产生了特征方向性的增强,全极化散射呈现非对称模式,并且由于异向材料的 和与频率的特殊关系,一层异向材料粒子的hh－vv 随频率有显著的复杂变化。     

螺旋形碳纤维结构吸波材料的制备及性能研究

用基板法以乙炔为碳源,镍板为催化剂,PCI,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小于-10dB,反射率小于-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。     

蜂窝结构等效电磁模型的仿真研究*

蜂窝结构是多功能吸波材料中广泛应用的结构,但与均匀平板相比,其几何结构复杂,分析设计较为困难.通过分析蜂窝结构的周期性并建立仿真模型,在雷达工作频段(2 ～ 18GHz)内,研究了蜂窝结构等效介电常数变化规律并对宽频带内Hashin-Shtrikman (HS)模型和强扰动理论(Strong Fluctuation Theory,sFr)模型的准确性进行了分析.结果表明:蜂窝结构的等效介电常数与入射波频率及其单元尺寸紧密相关,而等效模型并不能完全反映这种变化趋势;各组分材料的电磁参数也会在一定程度上影响等效电磁参数的色散特性和等效模型的准确性:蜂窝结构的横向等效介电常数并非是完全相等的,但两者差异较小;SFT模型则近似于HS下界模型.     

扁平化对FeSi吸波材料微波电磁性能的影响

为阐明吸收剂颗粒形状与吸波材料微波电磁性能之间的关系,采用机械球磨工艺对气雾化球形FeSi合金粉末进行扁平化处理并制成FeSi吸波材料。借助SEM和矢量网络分析仪,研究了球磨时间对FeSi颗粒形貌及1～18GHz内吸波材料电磁参数与吸波性能的影响。结果表明:随着球磨时间的增加,FeSi颗粒的扁平率增大。与未球磨样品相比,球磨32h的FeSi合金吸波材料的ε'在整个频率范围内增大了0.5倍,μ'(在1GHz时)由1.24增大到1.94,μ"(在1GHz时)由1.00增大到1.30。扁平化处理明显改善了FeSi吸波材料的低频吸波性。     

不同形状特征的碳基复合材料吸波性能分析

基于短切碳纤维、碳纳米纤维、石墨烯及炭黑,分析研究碳基复合材料中吸收剂形状比对电磁特性,尤其是吸波性能的影响。采用矢量网络分析仪测试基于不同形状比吸收剂形成碳基复合材料的电磁参数,并且计算出样品理论反射损耗。结果发现,随着频率的增加,碳基复合材料的介电常数逐渐减小;碳纳米纤维样品厚度为2 mm,在8 GHz时反射损耗达到-8 d B;炭黑与石墨烯质量比为1∶1时,在0. 5~12. 8 GHz频段内损耗角正切tanδ随频率的增大而增大且样品厚度为2mm时,其在12~16. 2 GHz反射损耗小于-10 d B,且在12. 8 GHz时反射损耗达到-22. 5 d B。通过对不同形状比吸收剂形成碳基复合材料的电磁参数分析,发现具有一定长径比或较大比表面积的吸收剂复合有利于提升碳基复合材料的吸波性能。     

纳米聚苯胺-镀镍碳纤维复合材料屏蔽/吸波性能

以T300碳纤维经超声波化学镀镍制成的导电镀镍碳纤维作为电磁屏蔽体,以在丁醇/水溶液体系中采用界面聚合法制备的纳米结构聚苯胺为吸波体,与环氧乙烯基酯树脂复合,制得兼具电磁屏蔽与吸波功能的电磁防护碳纤维复合材料,研究了它的力学性能、电磁屏蔽性能、吸波性能、微观形貌等。结果表明:控制碳纤维化学镀镍的施镀时间、纳米结构聚苯胺的用量,可得到具有良好力学性能、电磁屏蔽性能、吸波性能的电磁防护碳纤维复合材料。当化学镀镍的施镀时间为20 min、纳米结构聚苯胺的用量为3.5wt%时,复合材料的拉伸强度为894.3 MPa,屏蔽效能为43~72 d B(10 k Hz^4 GHz),在10.77~18 GHz范围内,反射率≤-10 d B,峰值-23.2 d B(13.62 GHz)。     

耐HPM辐照宽频吸波超材料的设计与实现

针对高功率电磁脉冲对电子元器件、组件、系统等的强电磁干扰问题,借助超材料强谐振损耗特性和接地层反射特性,设计了一种耐高功率微波(HPM)辐照的宽频吸波超材料。该超材料在X波段反射率达到-12 dB,具有93%以上的吸收效率,并且在电场为20 kV/m、脉宽为1 000 ns、重复频率为10 Hz的强电磁环境条件下单次辐照50 s后,材料温度基本未上升,吸波性能保持不变,无损伤发生,说明宽频吸波超材料在HPM辐照下性能稳定。宽频吸波超材料可有效保护载体平台上的其他电子设备,解决在高功率电磁脉冲辐照下的强电磁干扰问题,提高电子系统的强电磁防护能力。     

频率选择表面谐振特性在玻璃钢结构吸波材料中的应用研究

研究了频率选择表面(FSS)的谐振特性对玻璃钢(FRP)结构吸波材料吸波特性的补偿提高作用。为了提高FRP在8~11 GHz频段内的吸波特性,利用有限元法仿真设计了圆环孔径型以及双方环贴片型两种不同图形样式的FSS,并用自由空间法对其谐振特性进行了测试,最后利用FSS谐振特性对FRP在8~11 GHz频段内的吸波特性进行了补偿优化。结果表明,利用FSS在对应频段内的谐振特性,能够将FRP在8~11 GHz频段内的反射率全频段降至–10 dB以下,从而大幅度提高了FRP的雷达吸波特性。这为玻璃钢结构吸波材料的隐身化研究开辟了一条新的途径。     

雷达吸波材料反射波极化特性分析

极化特性是综合评价雷达吸波材料的一个重要标准，文章从多层雷达吸波材料的反射系数公式出发，研究了多层雷达吸波材料反射波的极化特性；然后重点研究了入射波为圆极化波时反射波的极化特性，对于雷达吸波材料的设计具有指导意义。     

一种基于超材料的六频带吸波体设计

本文设计了一种基于电磁超材料的具有多个频带吸波特性的吸波体。该吸波体的主体是由三层结构组成,上层为6个金属方框相套组成,中层为超材料有耗介质,下层的金属铜板作为金属背板。这种结构可以实现在6个频点处的窄带吸波,其中在2. 5GHz处只能达到64%的吸波率,而在其他五个频点都能达到90%以上的吸波率。此外由于该结构具有旋转对称性,因而具有极化不敏感特性,又经由仿真得到该结构具有宽入射角特性,结果表明该超材料吸波体在雷达隐身领域具有潜在应用价值。     

Compton散射对三元磁化等离子体光子晶体的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和传输矩阵法,研究了Compton散射对一维三元磁化等离子体光子晶体中TE波禁带特性的影响。结果表明,与散射前相比,随等离子体频率增大,散射使左旋极化和右旋极化波的禁带展宽和透射峰值分别减小0.1 GHz和0.21 GHz,禁带中心频率向高频区移动位置增大0.5 GHz。随等离子体碰撞频率增大,散射对左旋极化和右旋极化波的禁带宽度有一定的影响。随等离子体回旋频率、填充率、光入射角和介质相对介电常数的增大,散射对左旋极化波和右旋极化波的禁带有明显的调谐作用。     

多层吸波材料的数值优化设计

在多层的复合吸波材料研究中，为达到薄、轻、宽等设计要求，通常需要采取有效的优化设计。本文基于各层的电磁参数的实测值，构造了合理的目标函数，再用计算机数值计算方法对各层的厚度和整体材料的吸波性能进行优化，从而提高了材料的研究效率。用这种方法指导制备出的多层结构型吸波材料在8-18GHz内反射率均低于-10dB。     

覆盖L 波段的宽带隐身雷达天线罩设计

设计了一款极化和角度不敏感的宽带频选吸波体,在X 波段实现了宽带透射窗口以及包含L波段在内的宽频带吸收。该频选吸波体采用频率选择表面与电磁超材料吸波体相结合的方式,通过级联加载多层耦合型频率选择表面和双层高阻表面完成总体结构设计。理论上,利用等效电路法对多层耦合型频率选择表面及整体结构展开分析,论证频选结构和频选吸波体的谐振机理。数值仿真结果显示,该频选吸波体可以实现8.1～11.7GHz频段内的宽频带透射,以及1.18～4 GHz、15～18 GHz 频段内的宽频带吸收,其中透射窗口的插入损耗不大于3 dB。将该频选吸波体作为平面雷达天线罩与微带天线相结合,分析天线的辐射性能和散射特性。研究结果显示,天线在工作频带内保持了良好的辐射性能,而在带外实现了RCS 的有效缩减,达到了天线系统的隐身目的。     

扁平化及退火温度对FeSiAl合金吸波性能的影响

采用湿磨工艺对水雾化FeSiAl粉末进行了扁平化,然后在不同温度下对其进行了退火处理。借助XRD,SEM和VSM,研究了扁平化工艺和退火温度对FeSiAl粉末物相组成、形貌和静磁性能的影响。另外,借助矢量网络分析仪,考察了以所制合金粉末为吸收剂制成的吸波材料在0.5~4.0 GHz频率范围内的电磁参数与吸波性能。结果表明:经扁平化和退火处理后,FeSiAl吸波材料的复磁导率得到了显著提高。与由未经处理的FeSiAl粉末制成的吸波材料相比,由经扁平化并经700℃退火的FeSiAl粉末制成的吸波材料在0.5~4.0 GHz的低频段具有更加优异的吸波性能。     

通过流延法制备铁粉基吸波电磁膜及其吸波性能研究

采用流延工艺制备含不同形貌铁粉吸收剂的吸波电磁膜,研究了所制电磁膜的吸波性能。结果表明:电磁膜吸波性能受到作为吸收剂的铁粉相貌的影响。采用片状铁粉吸收剂试样在2~18 GHz频率范围内实现微波反射率基本达到–5 d B,采用球状铁粉吸收剂试样在5~18 GHz频率范围内实现微波反射率基本达到–5 d B,吸收峰值均大于–20 d B。     

石墨烯/EPS颗粒填充水泥的宽频吸波性能

水泥基复合材料内部同时添加发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒及石墨烯吸收剂可改善其阻抗匹配特性,并提升水泥的吸波性能。石墨烯/EPS颗粒填充水泥样品测试结果表明:样品厚度、EPS的填充量对其吸波性能影响显著;再加入适量的石墨烯后,样品吸收性能有明显改善。石墨烯含量2%、EPS填充率60%、水泥材料厚度30 mm时,石墨烯/EPS填充水泥样品8?12 GHz的反射损耗小于-10 dB。     

(Zn_(0.3)Co_(0.7))_2-W型钡铁氧体电磁特性及吸波性能

采用sol-gel法合成了Ba(Zn0.3Co0.7)2Fe16O27六方铁氧体样品。通过XRD、SEM和Agilent8722ET网络分析仪等表征手段,研究了样品的显微结构、电磁特性及吸波性能。结果表明:在1250℃下制得的样品基本为单一相的Ba(Zn0.3Co0.7)2Fe16O27铁氧体。样品在14GHz附近出现介电损耗峰,在8～12GHz和15～17GHz内出现很宽的磁损耗。当吸波涂层厚度为1.85mm时,在15.3GHz左右反射损耗峰值可达到–23dB,并且在9～18GHz内反射损耗RL小于–10dB,具有优异的微波吸收性能。     

电气和电子工程用材料科学

TN04 2003040016电磁屏蔽与吸波材料/刘顺华,郭辉进(大连理工大学)11功能材料与器件学报一2002,8(3)一213一217首先阐述了电磁屏蔽材料与吸波材料研究的重要意义,分析了电磁屏蔽与吸波材料的工作原理,综述了电磁屏蔽材料与吸波材料的种类及其性能最后指出了其研究方向.表1参12(刚)高浓度的深能级陷阱、图7参9(午)TN04 2003040017碳化硅吸波性能改进的研究/葛凯勇,王群,张晓宁,毛倩瑾,周美玲(北京工业大学)11功能材料与器件学报.一2 002,s(a).一263-266采用三种不同的方法对碳化硅粉在2一18 GHz范围吸波性能进行了改进.化学还原的方祛制备…