微量碳纤维/树脂复合吸波材料的研究

分别研究了平行和正交排布碳纤维复合材料的微波吸收特性，并对碳纤维的吸波机理和吸波性能的影响因素（纤维间距、支数）作了初步探讨。结果表明：碳纤维平行排布吸波材料只在入射电场方向与纤维排布方向平行时具有吸波性能；随纤维间距的减小，其反射衰减曲线的最大吸收峰向高频方向移动；纤维支数增大，吸波性能增强。正交排布碳纤维的吸波性能与纤维的间距密切相关。本实验条件下当纤维间距为8mm时，可获得有效带宽4．7GHz、最大吸收峰值-21．6dB的反射衰减。     

羰基铁/三元乙丙橡胶复合材料的吸波性能

为了探明吸波材料的厚度、吸收剂的含量与吸波性能之间的关系,以羰基铁为吸收剂、三元乙丙橡胶为基体制备了复合橡胶吸波材料,采用矢量网络分析仪研究了在2.6~18 GHz范围内羰基铁含量和吸波材料厚度对吸波性能的影响,并利用电磁理论分析了吸波材料的吸波性能.对于3 mm吸波材料,当羰基铁体积分数为45%时,在3.5 GHz处其反射率的最小值达-21.7 dB;在羰基铁含量一定的条件下,微波吸收性能与吸波材料的厚度并不成正比关系,当厚度<2 mm时,吸波材料的吸波效果较差;当厚度>2 mm时,随着吸波材料厚度的增加,最大吸收峰的位置向低频移动,并且最大吸收峰的峰值和指定反射率的频率带宽也呈减小的趋势.在相同厚度下,随着羰基铁含量的增加,吸波材料在电磁波吸收峰处的反射率不断减小,而且吸波材料吸收峰的位置也向低频移动;输入阻抗与空气阻抗越接近,吸波材料的吸波性能越好.     

多壁碳纳米管/环氧有机硅树脂吸波涂层的介电和吸波性能研究

研究了不同直径和含量多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层在2~18GHz频率范围内的介电和吸波性能.可以得到吸波涂层的介电常数随着碳纳米管含量的增加而增大.当碳纳米管含量相同时,吸波涂层介电常数随着碳纳米管直径的增加而增大.当碳纳米管含量大于5wt%时,吸波涂层的介电常数在低频急剧增加,且随频率增大而减少,出现频散效应.反射率测试结果表明:当涂层中多壁碳纳米管含量为10wt%、厚度为2mm时,吸波涂层的最大吸收峰随碳纳米管直径的增大向低频移动.多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层的吸波性能在7~14GHz范围内可达到-10dB,具有较好的吸波效果.     

多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能

本文将高温碱处理多壁碳纳米管分散到环氧树脂中制成多壁碳纳米管/环氧树脂吸波复合材料,并研究了该复合材料的微波吸收性能。改变碳纳米管高温碱处理的浓度可以使复合材料的最大吸收峰向高频方向移动,与此同时,吸收峰强度和吸波频宽也有所提高,这对于调整雷达吸波材料的吸波频段、吸波强度和吸波频宽有着十分重要的意义。测试结果还表明,这种新型吸波复合材料的体积电阻率在106~107Ω.cm数量级,具有良好的抗静电的能力。     

碳/氧化铝/二氧化硅涂层的介电和吸波性能研究

研究了炭黑或碳纤维填充氧化铝/二氧化硅吸波涂层在X波段范围的介电和吸波性能. 结果表明: 吸波涂层的复介电常数随着炭黑或碳纤维含量的增加而增大. 当吸收剂含量相同时, 填充碳纤维的吸波涂层比填充炭黑的吸波涂层具有更大的复介电常数. 当吸收剂含量大于5wt%时, 吸波涂层的介电常数在低频急剧增加, 且随频率增大而减少, 出现频散效应. 反射率测试结果表明: 吸波涂层的最大吸收峰随涂层厚度的增大向低频移动, 当涂层中炭黑含量为2wt%、厚度为1.8 mm时, 吸波涂层在9.2~12.4 GHz范围内反射率小于-10 dB, 具有较好的吸波效果.     

含碳化硅纤维正交电路屏的吸波复合材料的研究

研究了SiC纤维正交电路屏/环氧树脂复合材料和化学镀镍SiC纤维正交电路屏/环氧树脂复合材料的吸波性能.研究发现,纤维间距、镀镍纤维增重率对复合材料的吸波性能有显著影响.对于前者,纤维间距较宽时(如:8mm,6mm),材料的吸波效果很差,随着纤维间距进一步减小(6mm→4mm→2mm),材料的有效带宽和最大吸收峰值均明显增大;对于后者,随着纤维间距或增重率的增大,材料的总体吸波效果先增强后减弱.     

结构吸波复合材料的吸波性能

本文制备了以石墨粉为添加剂的结构吸波复合材料,研究了吸波剂含量和材料厚度对材料吸波性能的影响并分析了其相关机理。结果表明:随着石墨粉含量、材料厚度的增加,复合材料的最大吸收峰均向低频方向移动,实验试样中最大反射率可达-16.8dB,有效带宽约3GHz,具有一定的工程实用价值。复合材料的吸波性能与石墨粉含量、材料厚度密切相关,含量、厚度引起材料的电磁参数发生改变,进而导致吸波性能发生变化,电磁参数与吸波性能的规律有待进一步深入探讨。     

活性碳毡电路屏( 直立碳纤维) / 树脂复合吸波材料

研究了含活性碳毡电路屏和直立碳纤维吸波复合材料的微波吸收特性。结果表明: 含碳毡电路屏吸波材料的吸波性能与电路屏的种类(感性、容性) 和尺寸密切相关。含感性屏的吸波材料, 当毡条间距、宽度分别为7 mm、5 mm 时, 材料在整个雷达波段(8～18 GHz) 有- 10 dB 以下的反射衰减。含容性屏的吸波材料, 随电路屏中碳毡块间距和边长的减小, 吸波性能提高。含直立碳纤维材料的吸波性能与纤维间距有关, 间距为4 mm 时可获得有效带宽7. 6 GHz 的吸波材料。用分块设计的思想设计吸波材料, 可提高其吸波性能。分块中心对称的感性电路屏(毡条宽5 mm , 间距10 mm) 和直立碳纤维(间距8 mm) 混杂吸波体在11. 8～18 GHz 频带内有低于- 20 dB 的反射衰减, 最大吸收峰值- 30 dB。     

螺旋型非晶态碳纳米管/双马来酰亚胺树脂(HACNT/BMI)复合材料的制备及吸波机理

新型电磁波吸收材料是国防科技中的研究热点和重点,碳材料作为一种轻质吸波材料受到研究者们的广泛重视.本研究利用浮动催化化学气相沉积法制备螺旋非晶碳纳米管,以螺旋非晶碳纳米管作为吸波剂,双马来酰亚胺树脂作为基体制备了螺旋非晶碳纳米管/双马来酰亚胺树脂吸波复合材料.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱仪等设备对样品进行微观形貌和结构表征,通过矢量网络分析仪测试其电磁参数.实验结果表明,吸波剂含量的增加增强了螺旋非晶碳纳米管/双马来酰亚胺树脂复合材料的吸波性能,其最大吸收峰值可达-18.35 dB,最大吸波频宽(<-10 dB)为2.56 GHz(9.52～12.08 GHz),反射损耗超过97％,且吸收峰向低频方向移动.螺旋非晶碳纳米管因其特殊的螺旋型结构极大地增加了电磁波反射概率和散射波程,增大了入射电磁波能量损耗.     

不同管径CNTs/Al2O3-TiO2复合吸波涂层的拉曼光谱特征及吸波性能研究

采用超声共混法制备了不同管径的CNTs/Al2O3-TiO2复合粉末,利用等离子喷涂技术制备了CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层,对不同管径的CNTs/Al2O3-TiO2复合粉末和喷涂后的复合吸波涂层进行了拉曼光谱分析,等离子喷涂处理后,CNTs的拉曼光谱特征D峰和G峰强度明显增大,随CNTs管径的增大,复合涂层中CNTs的D峰和G峰的强度比ID/IG值减小,石墨化程度提高。吸波反射率结果显示:涂层厚度为1.0 mm的CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的吸波效果不佳,随着厚度的增加,涂层的吸波性能提高。随管径的增大,涂层厚度为1.5 mm的CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的反射率峰值先减小后增大,小于–5 dB频带宽逐渐减小,小于–10 dB频带宽不断增大,谐振频率向高频移动。涂层厚度增加到2.0 mm,CNTs/Al2O3-TiO2复合涂层的反射率峰值向低频移动。     

纳米镍铜铁氧体粒子的制备与微波吸收特性研究

采用溶胶 凝胶法制备了纳米镍铜铁氧体粒状材料,并对其吸波性能进行研究。实验结果表明,镍铜铁氧体有很好的微波吸收特性,在微波波段有两个吸收峰,较大的吸收峰在 9. 834GHz 处,其值为13.3dB,半峰宽度为3.612GHz。然后,把不同微量稀土铈掺杂到镍铜铁氧体当中,发现适量的稀土铈能提高镍铜铁氧体的吸波性能。较大的吸收峰向高频移动到10.049GHz,其吸收值提高到 21.906dB,半峰宽度展宽为 4.322GHz。镍铜铁氧体是一种有应用价值的新型微波吸收材料。     

镀Ni-P和Ni-N合金碳纳米管的磁性能及其复合材料的微波吸收性能

用竖式炉流动法,以二茂铁为催化剂,噻吩为助催化剂,苯为碳源通过催化裂解反应在1100~1200℃制备了直线形碳纳米管,外径为20~50 nm,内径10~30 nm,长度50~1000 μm。用化学镀工艺在碳纳米管表面均匀包覆了Ni-P和Ni-N合金,研究了它们的磁性能及其环氧树脂基复合材料在2~18 GHz的微波吸收性能。与纯碳纳米管相比,镀Ni-P合金碳纳米管复合材料的吸收峰向高频移动,镀Ni-P和Ni-N合金碳纳米管经热处理后,复合材料的吸收峰向低频移动。镀Ni-P合金碳纳米管以及镀Ni-P和Ni-N合金经热处理碳纳米管的矫顽力分别为304.34 Oe、 81.65 Oe、 183.85 Oe。随着矫顽力的增加,在2~18 GHz,复合材料的微波吸收峰向高频移动。在复合材料中,碳纳米管以及镀Ni-P和Ni-N合金的碳纳米管作为偶极子吸收微波。      

掺杂对锶铁氧体基复合材料吸波特性的影响

将锶铁氧体、铁砂、混合稀土加工成基础材料,通过掺入一系列的不同类型的吸收介质制成复合电波吸收材料,在8-18GHz频段内测其吸波特性.实验结果表明,在基础材料中掺入Cu粉,使吸收峰移向低频,匹配厚度变大.在基础材料中同时加入MnZn铁氧体,最大衰减量明显增加,-10dB带宽无明显变化.同时掺入几种不同类型的吸收介质,产生了部分的累积效果.     

Microwave absorbing properties of activated carbon-fiber felt dipole array/epoxy resin composites

Microwave absorbing properties of the composites containing activated carbon-fiber felt dipole arrays (ACFFDAs) were investigated. The results show that the absorbing performances of the composites containing ACFFDAs are affected greatly by the dimension parameters of the arrays, the resistance connecting the two arms and the materials of the dipoles. The absorption of the composites containing ACFFDAs presents anisotropy. When the dipoles are parallel to the incident electric field, the composites show better absorbing effect. The absorbing properties rise at first and then fall with increasing the resistance connecting arms or the space between dipoles. In this work, when the dipoles are parallel to the incident electric field, the composite obtains a reflection loss below −10 dB over 12.2 GHz and the minimum value reaches −32 dB. The bandwidth below −10 dB increases with increasing the length of the arms when the dipoles are parallel to the incident electric field. The bandwidth below −10 dB is 13.1 GHz when the length of the arms is 85 mm. Compared with copper plate, the dipole arrays whose arms are made of activated carbon-fiber felt exhibit better absorption properties.     

(MnZnCo)_2-W和(MnZnCo)_2-Y型复合铁氧体材料吸收微波特性的研究与比较

研制了六角晶系（ＭｎＺｎＣｏ）２－Ｗ和（ＭｎＺｎＣｏ）２－Ｙ平面型复合铁氧体材料。测试了它们的有关电磁特性及吸收微波性能的参量。在ｘ波段范围内发现有３个吸收峰,讨论分析了其相关机理。实验比较表明,Ｗ型比Ｙ型更具备从优平面材料,但作为吸收微波涂层材料,六角晶系平面型铁氧体又大大优于立方晶系的铁砂     

FeCrAl纤维多孔材料梯度结构吸声性能的研究

根据前期对单层FeCrAl纤维多孔材料吸声性能的系统研究,对纤维多孔结构进行了优化设计,梯度结构是以孔隙度递减的方式排列而成.分别对单层和梯度结构的吸声性能进行了测试,结果表明,在常温常声压条件下,3层梯度结构低频吸声性能较单层材料有明显提高,而且能够在一个较宽频率范围内的稳态吸声系数平稳延伸,最大值为1;在常温高声强140dB条件下,该结构仍保持较好的稳态吸声性能,在1600～6400Hz宽频范围内的吸声系数均达到0.9以上;在高温常声压条件下,梯度结构的吸声性能受到温度影响有所下降,且吸声系数不随频率的升高而增加,从而在测试频率范围内出现第一峰值频率.虽然梯度结构的高温吸声性能变差,但是较单层材料的吸声性能要好得多.因此,FeCrAl纤维多孔材料梯度结构是一种适用于多种特殊环境的吸声体.     

Resonance quenching and guided modes arising from the coupling of surface plasmons with a molecular resonance

In this paper, we describe experimental and modeling results that illucidate the nature of coupling between surface plasmon polaritons in a thin silver film with the molecular resonance of a zinc phthalocyanine dye film. This coupling leads to several phenomena not generally observed when plasmons are coupled to transparent materials. The increased absorption coefficient near a molecular resonance leads to a discontinuity in the refractive index, which causes branching of the plasmon resonance condition and the appearance of two peaks in the p-polarized reflectance spectrum. A gap exists between these peaks in the region of the spectrum associated with the molecular resonance and reflects quenching of the plasmon wave due to violation of the resonance condition. A second observation is the appearance of a peak in the s-polarized reflection spectra. The initial position of this peak corresponds to where the refractive index of the adsorbate achieves its largest value, which occurs at wavelengths just slightly larger than the maximum in the molecular resonance. Although this peak initially appears to be nondispersive, both experimental data and optical modeling indicate that increasing the film thickness shifts the peak position to longer wavelengths, which implies that this peak is not associated with the molecular resonance but, rather, is dispersive in nature. Indeed, modeling shows that this peak is due to a guided mode in the film, which appears in these conditions due to the abnormally high refractive index of the film near the absorbance maximum. Results also show that, with increasing film thickness, numerous additional guided modes appear and move throughout the visible spectrum for both s- and p-polarized light. Notably, these guided modes are also quenched near the location of the molecular resonance. The quenching of both the plasmon resonance and the guided modes can be explained by a large decrease in the in-plane wave propagation length that occurs near the molecular resonance, which is a direct result of the film's large absorption coefficient.     

容错事故燃料包壳用FeCrAl合金的研究进展EI北大核心CSCD

福岛事故后,人们迫切需要开发相应的燃料包壳材料以忍受严重事故发生时的极端工况,从而提高核电站的事故承受能力。尽管FeCrAl合金的宏观中子吸收截面要远远高于锆合金,但其在严重事故下良好的耐腐蚀性、优越的高温力学性能及抗辐照损伤能力,使其被列为事故容错燃料包壳的候选材料之一。然而,现有FeCrAl合金难以满足核电站用材料的要求,因此需对其进行优化,以获得更佳的性能。本文系统总结了近年来关于优化后FeCrAl合金的腐蚀行为、力学性能、辐照后的微观结构及力学性能变化、焊接性及加工性等方面的研究进展,分析了FeCrAl合金的高温腐蚀机理以及引起FeCrAl合金微观结构及力学性能变化的主要原因,提出了FeCrAl合金在高温腐蚀、焊接性以及加工性等过程中存在的主要问题以及未来的研究方向。     

双层吸波材料吸波特性研究

依据阻抗匹配原理与电磁波传播规律,设计了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料.实验表明,匹配层对提高吸收率起着重要作用;需精确控制其吸波剂含量,以实现吸波效果.经测试:4#试样厚度为6mm,测试频段为8-18GHz,最大吸收峰值在14.1GHz(R=-28.14dB),R＜-10dB的频宽为6.7GHz;7#试样厚度为5.5mm,最大吸收峰值在9.6GHz(R=-27.48dB),R＜10dB的频宽为8.6GHz,R＜-15dB的频宽为7.6GHz;8#试样厚度为6mm,最大吸收峰值在16.8GHz(R=-24.24dB),R＜-10dB的频宽为8.6Hz.该结果具有一定工程应用价值.