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。     

羰基铁粉/二氧化锰复合材料的微波吸收性能

以羰基铁粉(CIP)和二氧化锰为吸收剂,石蜡为基体制备了羰基铁粉/二氧化锰复合材料。在2~18 GHz的微波频段,测量了所制复合材料的介电常数和磁导率,在吸收剂质量分数为80%的基础上,讨论了二氧化锰与羰基铁粉的比例对复合材料吸波性能的影响。结果表明,随着二氧化锰与羰基铁粉质量比的增加,复合材料的磁导率实部和虚部及介电常数实部均逐渐减小,吸收峰向高频方向移动。当?(MnO2:CIP)为2:3时,所制复合材料的吸波性能最好,当涂层厚度为1.5 mm时,其反射损耗(RL)小于-10 dB的带宽达6.7 GHz(10.0~16.7 GHz)。     

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。     

羰基铁粉吸波涂层的优化设计

采用机械研磨工艺制备了片状羰基铁粉,并以此制备了羰基铁粉复合材料。研究了研磨时间对羰基铁粉复合材料电磁性能的影响,并对羰基铁粉吸波涂层进行了优化设计。结果表明:当研磨时间小于12 h时,随着研磨时间的增加,羰基铁粉复合材料的介电常数和磁导率逐渐增大。以研磨12 h的羰基铁粉(厚0.7 mm)为底层,原始羰基铁粉为表层(厚1.4 mm)的双层结构吸波涂层性能最优,其反射损耗在3.12~18.00 GHz频域范围内小于–8 dB,在2~18 GHz频域范围内为–9.8 dB(平均值)。该双层结构涂层可用于微波低频段的宽频薄层吸波涂层的制备。     

羰基铁粉的电磁波吸收性能

羰基铁粉作为常见的电磁波吸收涂料,其形貌和含量对电磁波吸收性能有极大影响。为掌握羰基铁粉吸波涂料的介电常数、磁导率等参数随频率的变化规律,制备并测试了不同配比的微米级片状羰基铁粉同轴环样品。测试结果表明:羰基铁粉的最佳质量分数为60%~80%,样品厚度为2 mm、2.5 mm时,反射损耗-10 dB以下的有效吸收频宽分别为7.36 GHz、2.4 GHz,最大反射损耗值分别为-19.612 dB、-27.707 dB。样品厚度增加,最大吸收频率移向低频端。     

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）。     

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。     

偶联剂对吸收剂的作用及吸波涂层性能的影响

经偶联剂处理的吸收剂对吸波涂层性能的影响表现在:与粘结剂的润湿性得到改善,将其用于制备吸波涂层,涂层的附着力提高,柔韧性变好,抗冲击强度提高;但吸收剂的复介电常数降低,复磁导率变化不大,吸波涂层的吸波性能降低,在8~18 GHz频段,反射率的增加在0.2~0.4 dB之间。     

层状无机物和石墨复合涂层的吸波特性研究

首次采用层状无机物作为吸波剂与石墨吸波剂复合,制备出了双层复合吸波涂层.层状无机物的复磁导率的实部μ'≈1,虚部μ"≈0,说明它是一种介电损耗型吸收材料,通过介电损耗来吸收和衰减电磁波.并探讨了底层层状无机物和表层石墨用量对吸波性能的影响,实验结果表明:增加表层或底层吸波剂含量,均能使吸波性能曲线向低频端方向移动,反之,吸波性能曲线向高频端方向移动.当底层层状无机物和表层石墨的质量分数分别为11.0%和16.6%时,制得了最大反射损耗为-22.27dB的双层复合涂层,其中小于-5dB和-10dB的频宽分别为5.36GHz和3.12GHz.     

流延法制备铁基吸波电磁厚膜的工艺和吸波性能研究

采用流延法制备了铁基吸波电磁厚膜,通过优化混料工艺制备出的厚膜可以达到200μm厚。通过DSC测试确定了叠层固化温度在130℃,固化后的样品可以用于多层吸波结构。通过实验确定了树脂含量21%(质量分数)的浆料和50～80 g/inch的离型力PET膜润湿性良好,流延膜可以连续收卷。测试了2.6～3.95 GHz内吸波厚膜的电磁参数,用弓形法测试了反射率。研究发现:球状铁粉含量85%(质量分数)的吸波厚膜吸收峰值可达-24 dB,-10 dB以下的吸收带宽为4.2 GHz。制备的球状铁粉和片状铁粉基吸波电磁厚膜样品在2～18 GHz范围内搭配使用可以有效吸收电磁波。     

BaTiO3掺杂羰基铁粉复合材料吸波性能研究

BaTiO3介电材料在微波频段具有良好的介电频散特性,可通过在羰基铁粉吸收剂中掺杂BaTiO3改良其频散特性。采用固相合成法在不同温度下制备了BaTiO3粉体,测试表明,制备的BaTiO3粉体形成了单一的四方相晶体结构,具有很高的纯度和结晶度、较好的频散特性。在羰基铁粉中掺杂不同含量的BaTiO3粉体,使用同轴线方法测试了复合粉体在2～18GHz频段范围内的介电常数和磁导率,基于传输线理论计算获得了复合粉体的反射系数,对比结果显示：BaTiO3粉体的掺入,明显改进了羰基铁粉介电常数的频散特性,有效地提高了低频波段（2～5GHz）的吸收性能,含有4％BaTiO3（质量分数）的样品在3GHz处的反射系数达到-8dB。适当比例BaTiO3和羰基铁的混合粉体有望成为性能优越的低频波段吸波材料。     

(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。     

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...     

New Electromagnetic Absorbers Composed of Left-handed and Right-handed Materials

New double-layered electromagnetic absorbers are presented in this paper. The new absorbers composed of one lossy left-handed material absorbing layer and one impedance matching layer consisted of lossless right-handed material. It is indicated that the reflection loss of below ?20dB can be obtained in the frequency range 7GHz–13GHz. Power attenuation achieving ?50dB of narrow frequency band electromagnetic absorbers can also be obtained by modulate permittivity of right-handed material. Furthermore, the thickness of the whole absorbing structure is only 2mm, which is particularly helpful in some practical applications. The presented results are of reference significance for accurate design of the new electromagnetic absorbers and of practical prospects for stealth technology.     

镍锌铁氧体/炭黑填充环氧树脂基吸波性能研究

以环氧树脂为基制备了Ni—Zn铁氧体／炭黑双层结构复合材料吸波平板,由具有良好阻抗匹配的表面层、高吸收层组成（总厚度控制在6mm之内）。采用矢量网络分析仪对其在4～18GHz频段内的吸波性能进行了测试。结果显示,随炭黑质量分数的增加,吸收层的吸波陛能呈上升趋势,在炭黑质量分数达到35％时,在4．2GHz处出现吸收的峰值,此时,优于-6．00dB的有效频宽为5．8GHz。     

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。