P-GN/Ni复合材料的制备及其微波吸收性能研究

本文采用一步溶剂热法成功制备了磷掺杂石墨烯/Ni纳米复合材料(P-GN/Ni),并系统研究了其微纳结构和微波吸收性能。透射电镜(TEM)结果显示Ni纳米颗粒呈海胆状,并均匀地负载在半透明褶皱的磷掺杂石墨烯(P-GN)上。相比单独的海胆状Ni纳米颗粒,P-GN/Ni纳米材料表现出优异的微波吸收能力。在厚度仅为1.5 mm时,复合材料在17.3 GHz下反射损耗值(RL)达到了-34.8 dB且有效吸收带宽(RL<-10 dB)为3.7 GHz。复合材料的厚度为1.5-5.0 mm时,其有效吸收带宽为14.9 GHz(3.1-18 GHz),覆盖S波段到X波段,在微波吸收领域具有潜在的应用价值。微波吸收机制研究表明P-GN的引入,一方面利用磁损材料与电损材料的协同效应优化了阻抗匹配,另一方面极大地增加了材料的电导率和界面极化能力,提高了复合材料对电磁波的衰减能力。     

W型六角铁氧体BaZnCoFe_(15.5)O_(27)薄膜微波吸收机制的研究

在微波段具有高复合磁导率的磁性金属薄膜,近年来是微波吸收材料的研究热点。但由于其金属性太强,微波信号极易被薄膜表面反射。该文采用高电阻率的W型六角铁氧体BaZnCoFe_(15.5)O_(27)粉末原料,使用等离子喷涂制备出平整致密的铁氧体薄膜。振动样品磁强计(VSM)测试结果表明,所制备样品是典型的软磁薄膜。矢量网络分析仪微带线法证明,增大铁氧体吸收剂的宽厚比(即颗粒的面内尺寸与其厚度之比)可提高其自身的二维形状各向异性,有效提升吸收剂的微波磁损耗性能。在2 GHz处,薄膜的磁损耗和磁损耗角显著高于粉末。微磁学仿真表明,高度弥散的磁化分布所产生的非一致进动,有助于拓宽薄膜的微波吸收带宽,值得进一步优化制备工艺以深入研究其微波吸收机制。     

石墨烯远红外消光性能测试研究

为了研究石墨烯的红外消光性能,采用氧化还原法制备了石墨烯,并通过扫描电镜图像、X射线衍射图谱确认了石墨烯的结构;利用烟幕箱实验和溴化钾压片法,测试了石墨烯的红外消光性能,并在同等条件下与石墨、碳纤维的消光性能进行了比较。结果表明：石墨烯在远红外波段的红外消光性能非常优异,对于8～14μm远红外波段,其平均质量消光系数约为2.10 m2/g,是同等条件下石墨平均质量消光系数的2.39倍,碳纤维的3.56倍,比传统的碳材料烟幕具有更好的红外干扰能力;溴化钾压片测试也表明,石墨烯在中远红外波段均表现出非常好的红外消光能力,优于传统碳材料烟幕。     

石墨烯红外波段复折射率及消光性能研究

石墨烯是一种新型二维纳米碳材料,在红外干扰方面具有很大的潜在应用价值,其红外消光特性值得深入研究。文中利用红外椭偏仪测量了石墨烯压片在红外波段的椭偏参数,计算得到其红外波段的复折射率,采用离散偶极近似(DDA)方法计算了石墨烯在2~14 μm波段的效率因子、消光系数与入射波长、粒子直径和厚度的关系。计算结果表明,石墨烯在2~14 μm波段具有优异的红外消光性能,其消光性能主要取决于材料的吸收性能,吸收作用大于散射作用,同时粒子对近、中红外辐射的消光性能明显好于远红外波段;消光效率因子和消光系数随波长增加逐渐减小;消光效率因子随粒子直径的增加而增大,近、中红外波段的消光系数大于远红外波段,其中直径0.25~1 μm粒子的消光系数最大,直径1~4 μm粒子的消光系数随直径增加逐渐减小,直径大于4 μm的粒子对各波段红外的消光能力受粒度变化的影响很小;消光效率因子随粒子片层厚度的增加逐渐增大,近、中红外波段的消光系数随厚度的增加有所减小,而远红外波段的消光系数受粒子厚度变化影响不大。     

X波段LTCC铁氧体环形器的设计

针对微波铁氧体材料与低温金属浆料及LTCC陶瓷材料在工艺上的匹配共烧的技术难题,文中采用本征模设计方法,运用阻抗匹配技术,借助微波仿真HFSS和AutoCAD软件设计了一种X波段单Y结LTCC铁氧体环形器。器件模型在10.9~12 GHz的频率范围内出现环形功能,其带宽为1.1 GHz,插入损耗≤0.5 dB,回波损耗≥10 dB,隔离度≥13 dB,驻波比≤1.5 dB。此设计有望实现微波环形器与低温共烧陶瓷(LTCC)技术的有效结合。     

(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。     

漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料的制备及吸波性能研究

以溶胶–凝胶自蔓延燃烧法与原位掺杂聚合法相结合的方式制备了漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)等表征了材料的微观形貌、晶体结构及组成。采用矢量网络分析仪在2~18 GHz频段内测定了复合材料的电磁参数。结果表明:所制材料的介质损耗和磁损耗最大值分别为0.30和0.52;当样品吸波层厚度为3.0 mm时,在电磁波频率为7.1 GHz时样品的反射损耗峰值为–33.74dB,在–20 dB的吸收带宽为3.2 GHz。     

3-μm中红外偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器（英文）

文章提出了一种3-μm中红外波段偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器,器件主要包括两部分:模式转换结构及石墨烯调制器。该调制器不仅满足于CMOS兼容的要求,而且能够实现基膜的偏振无关调制。仿真结果表明该调制器在2.95μm到3.05μm的中红外波段能够实现高于20 dB的消光比,TE和TM模式的插入损耗都低于1.3 dB,其偏振相关损耗低于1.09 dB。通过计算,当器件长度为420μm,能够获得高达9.47 GHz的3 dB带宽。     

3- 中红外偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器

文章提出了一种3 中红外波段偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器,器件主要包括两部分：模式转换结构及石墨烯调制器。该调制器不仅满足于CMOS兼容的要求,而且能够实现基膜的偏振无关调制。仿真结果表明该调制器在2.95 到3.05 的中红外波段能够实现高于20 dB的消光比,TE和TM模式的插入损耗都低于1.3 dB,其偏振相关损耗低于1.09 dB。通过计算,当器件长度为420 ,能够获得高达9.47 GHz的3 dB带宽。     

隔离器用M型钡铁氧体陶瓷电磁性能的研究

以BaCO3和Fe2O3为原料,采用传统陶瓷工艺制备了六角磁铅石M型钡铁氧体陶瓷。采用XRD和SEM表征了样品的晶体结构和形貌特征。采用同轴法测试了样品的复介电常数(ε)和磁导率(μ),利用带状线法测试了其微波吸收性能。结果表明:经不同的烧结制度均制备出了物相单一、结晶良好的钡铁氧体样品;1 200℃保温8h制备的样品ε最大;1 250℃保温4 h制备的样品具有最高的μ,且在10.2 GHz的频率下,吸收损耗可达5.0 dB/mm。     

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。     

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。     

基于磁流变弹性体的超材料吸波器设计与研究

设计了基于磁流变弹性体的超材料吸波器,该吸波器主要由硅橡胶和羰基铁粉构成.其中,在吸波器的制备阶段通过施加不同的磁场阵列形成不同的周期性结构单元,进而在不同的宏观结构和微观结构的共同作用下实现吸波特性.通过COMSOL软件仿真分析所设计吸波器的性能,然后制备相应的实物并进行测试.结果表明:反射损耗的实测结果与仿真结果基...     

基于H型缺陷地结构的超宽带带通滤波器设计

微波频段的宽带滤波器一般具有通带插入损耗大,带外抑制性差等问题,为了解决这个问题,采用具有慢波效应的缺陷地结构(DGS)和缺陷微带结构(DMS),设计了一种新型微波频段的超宽带滤波器。分别利用电磁仿真软件HFSS和平面印制板技术对其进行建模仿真和实物加工。实测与仿真结果良好吻合,带内插入损耗优于1.64dB,回波损耗优于13.93dB,通带范围在2.75~8.3GHz,实现相对带宽100.45%,高低阻带均抑制在-10dB以下,且该滤波器结构紧凑,体积小。     

Ni_3Al/聚酯复合材料的制备及电磁特性研究

采用高能球磨结合热处理工艺合成的金属间化合物Ni3Al粉体,与不饱和聚酯复合制备了Ni3Al/聚酯复合材料,应用微波网络S参数法测量了Ni3Al/聚酯生物复合材料的复介电常数、复磁导率及反射率等电磁性能,结果表明:Ni3Al/聚酯复合材料,在一定频率范围内具有良好的吸波性能,在1~3.25 GHz范围内其反射衰减率均小于–10 dB,该复合材料在民用电磁防护方面具有很好的应用前景。     

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。