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。     

开缝蜂窝结构电磁/力学综合性能设计

蜂窝吸波材料在特殊应用中需要功能孔径，开缝蜂窝吸波材料的电磁/力学性能研究可进一步拓展其应用领域。针对传统蜂窝吸波结构，设计了一种蜂窝开缝形式，并研究了不同开缝方式对蜂窝吸波材料电磁/力学性能的影响。研究开缝蜂窝吸波材料在不同开缝率情况下的位移-载荷关系特性，当开缝率在5.4%之内，开缝蜂窝力学性能变化较小；随着开缝率的增大，蜂窝的抗压能力明显降低。研究了开缝长度、宽度以及缝隙上下宽度不一致时，蜂窝在8～12 GHz单站RCS(Radar Cross Section)特性。对于水平极化(hh极化),8 GHz和10 GHz频率下，开缝后吸波性能有所增加；对于垂直极化(vv极化),8 GHz和12 GHz频率下，开缝后吸波性能变差，而10 GHz频率下，开缝后吸波性能变好。总体来说在8 GHz和10 GHz下，蜂窝开缝后在vv极化下的吸波性能均高于hh极化。     

混合型吸波材料应用研究

设计研制了在X波段拥有优异吸波性能的6层混合型吸波材料,总厚度小于10mm,其吸收率在X波段内:垂直入射时,吸波性能均大于20dB;45°斜入射时,其平行极化吸波性能保持不变,且略好于垂直入射时的情况,垂直极化吸波性能略有下降,但仍有大于15dB的吸波性能。采用拱形法对所研制的混合形吸波材料进行了吸波性能测试,测试结果与理论分析结果相吻合。该项技术已成功应用在某项工程上。     

多层混合填充吸波材料的三目标粒子群优化

使用多层结构来离散自由空间到金属衬底之间理想的连续阻抗变化过程是吸波材料设计的重要方 法之一,较多层数的精细结构能够更好地逼近这一连续变化过程以获得更理想的吸波性能,但也会增加工程实现成 本和复杂度。因此,实际工程中往往需要在结构层数和逼近精度等诸多相互矛盾的因素之间寻求平衡。文中采用 石墨烯纳米片(GNS) / 片状羰基铁颗粒(FCI)混合填充的多层吸波材料,在由极化无关的宽带宽角吸波性能、FCI 填 充量以及最终层数这三个指标所张成的三维目标空间中,基于粒子群优化对多层吸波材料进行了优化设计。结果 显示,相比于吸波性能和磁性粒子填充量二维空间中的设计结果,在FCI 填充量仅需增加不到3. 3 wt%的情况下,即 可使所需层数下降50%并保持原有吸波能力的98%;不进行优化的GNS 填充量仅增加0. 6 wt%,层数显著减少,吸 波材料的总厚度降低了14%,综合性能也提高了27. 9%。此外,与其它不同优化策略的系统进行了对比,文中设计 为混合填充吸波材料的多目标优化提供了一定参考。     

基于有效介质理论的吸波材料性能分析

应用有效介质理论,计算了不同体积比下几种复合吸波剂以及吸波剂与透波体组成的吸波材料的有效电磁参数,并分析了其吸波性能。通过与实验数据的对比,表明这种方法可以很好地预测吸波材料的吸波性能。而且,它可以计算出吸波剂及透波体的最佳配比及材料厚度,这对于设计吸收频带宽、吸收效率高的吸波材料具有一定的参考价值。     

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。     

单层高磁导率吸波薄膜的设计

以高磁导率薄膜作为现代电子系统内的吸波材料具有薄、轻的优点,但传统观点认为单层吸波材料的厚度取1/4个介质内波长时,会产生谐振损耗或干涉相消而致使功率反射系数最小.而本文的计算分析表明,要使目标频点的电磁波吸收最强,单层高磁损耗吸波材料的厚度一般小于1/4个介质内波长.且薄膜的磁导率实部的增加能够扩展吸波的带宽,而虚部的减小则有助于缩减吸波的带宽.     

粒子群算法在三维微带阵列优化设计中的应用

采用粒子群算法与微波仿真软件CST联合仿真的方法,针对拓展吸波带宽或降低吸波材料厚度的不同要求,通过设计不同的适应度函数,实现了对三维微带线阵列吸波结构材料的优化设计。设计结果表明,经过优化设计,吸波材料的吸波带宽可以增加30%,或在吸波性基本不变的条件下材料厚度减少15%。调节适应度函数中的权重,还可以有针对性地拓展吸波材料的频率低频段或高频段。所采用的计算流程可以全程自动进行优化处理。     

电阻贴片频率选择表面(FSSR)的吸波性能研究

对电阻贴片频率选择表面(FSSR)的吸波性能进行了研究.将传统FSS的导体贴片用电阻贴片代替,制备了由不同尺寸、电阻的FSSR与不同厚度介质层构成的单层吸波材料.在以Agilent 8720ET矢量网络分析仪为核心的弓形法测试系统中,在2GHz～18GHz频率范围内测量了材料的反射率.结果表明:电阻贴片频率选择表面较Salisbury屏有更宽的吸收频带,其单元贴片尺寸、单元贴片电阻以及介质层的厚度都对吸波材料的反射率有明显的规律性影响,但与单一的Salisbury屏和传统的FSS明显不同,并采用传输线理论对其吸收机理进行了分析.     

基于微滴喷射成形的多层超材料吸波体设计与制造北大核心CSCD

超材料吸波体朝着多频、宽频的方向发展,多层结构是其增加吸收带宽的重要手段,但对于传统刻蚀加多层粘结的制备方法,其精度难以保证。提出一种基于3D打印技术中微滴喷射成形(MJM)技术制备多层超材料吸波体的新方法,可以一体化成形吸波体结构。首先开展4层吸波体方案设计及吸收率仿真,分析光敏树脂的介电常数/介电损耗、银浆电导率对吸波性能的影响;然后通过制备20×20单元吸波体样品,将实测数据与仿真数据进行对比。实测数据表明,在10.4~19.6 GHz频率范围内的吸收率大于90%,完全覆盖Ku波段,且与仿真数据高度一致,证实了采用MJM技术可以一体化成形多层超材料吸波体结构,减少装配误差,在隐身结构制造领域具有潜在应用价值。     

镀镍中间相沥青基碳纤维的吸波性能

为了改善中间相沥青基碳纤维的磁性能和吸波性能,通过化学镀工艺在中间相沥青基碳纤维表面均匀包覆了金属镍,研究了镀镍中间相沥青基碳纤维的磁性能和微波吸收性能。以镀镍中间相沥青基碳纤维作为吸收剂,环氧树脂为基体制备了单层吸波涂层,涂层的厚度为1.02 mm时,吸波涂层在15.4~18 GHz反射率R小于-10 dB,最大吸收峰在18 GHz,反射率R为-20.74 dB。探讨了镀镍中间相沥青基碳纤维的吸收机理,在含镀镍中间相沥青基碳纤维的吸波涂层中,镀镍中间相沥青基碳纤维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,从而电磁波能量转换为其它形式的能量,主要为热能,这是镀镍中间相沥青基碳纤维偶极子吸波涂层的主要吸波机理。     

热处理对羰基铁粉磁性能和吸波性能的影响

为了改善羰基铁粉的微观结构和吸波性能,对羰基铁粉吸收剂在氮气氛下进行了热处理,热处理温度为300℃,热处理时间为30 h,研究了羰基铁粉的磁性能和在2～18 GHz的吸波性能。以热处理前后羰基铁粉作为吸收剂制备了单层吸波涂层,涂层的厚度为1.2 mm时,热处理羰基铁粉吸波涂层在10.2～15.4 GHz反射率R小于-10 dB,反射率小于-10 dB的频宽为5.2 GHz,反射率小于-5 dB的频宽为10 GHz;最大吸收峰在12.8 GHz,反射率R为-22.68 dB。磁性能研究表明,热处理后随着矫顽力的增加,在2～18 GHz羰基铁粉的微波吸收峰向高频移动,而且吸收峰变宽,吸波性能得到大幅提高。     

钡铁氧体吸波涂层的制备及其影响因素研究

用固相法制备了W-型钡铁氧体BaZn0.6Co1.4Fe16O27粉末并用其制备了吸波涂层。通过正交实验讨论了涂层厚度、搅拌时间和铁氧体含量对涂层吸波性能的影响,并用Statistica8.0软件对涂层的最佳制备条件进行了预测。根据正交试验结果,厚度为1.81mm、铁氧体质量分数为75%、搅拌时间为0.5h的吸波涂层具有最优的吸波性能,其微波吸收值在8.2～18.0GHz频段内均高于10dB,吸收峰值在15.3GHz左右更是达到了33dB。由软件预测得到的最佳制备条件与正交实验结果相符。     

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。     

一种陶瓷复合吸波材料的表面分形表征及其性能研究

通过RCS(雷达截面)综合测试系统,对实验室自制的陶瓷复合吸波材料的吸波性能与材料表面形貌进行研究,结果表明:(1)陶瓷复合吸波材料表面存在分形的重要特征,所制3块材料的表面灰度分维数分别为2.3602、2.3907、2.6255;(2)实验频率范围内,陶瓷复合吸波材料的相对反射率与发射频率存在显著线性关系;(3)随着发射频率的升高,不同表面形貌的材料的相对反射率的升高速率不同;(4)陶瓷复合吸波材料的相对反射率随发射频率的变化速率(斜率)与材料表面分维数存在极其显著的线性相关性.     

Fe-Si-Cr合金微粉吸波性能研究

为寻找新的吸波材料,以Fe、Si、Cr粉体为原料,采用机械合金化技术制备了Fe99-xSixCr(x=1,3,5,7)合金微粉.借助XRD、SEM和网络矢量分析仪等分析手段,研究了所制合金微粉的微结构及吸波性能.结果表明:在吸波涂层厚度为3.5 mm时,Fe99-xSixCr合金微粉的吸收率随x的增大先减小后增加再减小...     

(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。     

羰基铁与炭黑共混制备吸波涂层的研究

以聚氨酯（PU）清漆为基体,制备了以羰基铁（CIP）和炭黑（CB）为吸收剂的微波吸收涂层。在8～18 GHz频率范围内,使用弓形法测量其反射损耗,分析了涂层的阻抗匹配情况,并采用不同吸收剂共混来提高吸波性能。所制备的涂层中,成分质量比（CB：CIP：PU）为0.1：3：1,厚度为1.1 mm,有效反射损耗（优于-4 dB）的频宽达到了4.3 GHz（12.1～16.4 GHz）。     

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。