吸波剂用量对雷达吸波涂层吸收性能的影响

采用铁氧体、电阻型和电介质型物质作为吸波剂,制备出了具有阻抗渐变结构的三层复合雷达吸波涂层,探讨了表层、中层和底层吸波剂用量对吸波性能的影响.实验结果表明:增加表层、中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;选择适当的吸波剂用量才能拓宽、加深涂层的吸波性能.制备的试样中反射损耗可达-18.78dB和-33.15dB,其小于-10dB的频宽分别为4.08GHz和2.68GHz.     

碳纤维/羰基铁粉复合涂层吸波效果及机理分析

在碳纤维表面化学镀镍,再将其与羰基铁粉混合制备成吸波涂层,对其吸波性能进行了测试.结果表明:在2～18 GHz内,碳纤维/羰基铁粉吸波涂层,最大吸收峰在5.92 GHz,此时反射率为-8.89 dB,反射率小于-5.00 dB的频宽为9.50 GHz;单层羰基铁粉涂层在相同厚度下,最大吸收峰为7.94 GHz,对应的反射率为-10.36 dB,反射率小于-5.00 dB的频宽为6.90 GHz;碳纤维与羰基铁粉混合后,涂层反射率小于-5.00 dB的频宽增大,有利于吸收雷达波.最后,对碳纤维/羰基铁粉吸波涂层的吸波机理进行了初步分析.     

碳化硅吸波性能改进的研究

采用三种不同的方法对碳化硅粉在2-18GHz范围的吸波性能进行了改进。化学还原的方法制备出粒度约为0.2μm左右的超细镍粉，与碳化硅混和，在一定的配比下制备成吸波涂层材料大幅度改善了吸波性能。吸波涂层最小反射率能够达到-23.59dB，提出了微观层复合的设想，并利用化学镀的方法对碳化硅粉表面进行了改性处理，使金属镍沉积在碳化硅颗粒的表面，材料在合理配比下的最小反射率为-22.07dB，采用宏观层复合的方法，将超细镍粉涂层与碳化硅涂层复合制备成多层吸波材料，改善了吸收峰值和吸收带宽。     

以中空多孔碳纤维为主体的轻质吸波材料吸波性能研究

根据阻抗匹配原理和电磁波传播规律,以中空多孔聚丙烯腈(PAN)碳纤维为主要吸收剂,分别添加以炭黑、碳纤维和羰基铁粉为吸收剂的匹配层,制备了双层轻质雷达吸波材料,并考察了其吸波性能.结果表明,双层结构设计和不同吸收剂的复合对提高材料的吸波性能起着重要的作用.以羰基铁粉作吸收剂的匹配层比以炭黑和碳纤维作吸收剂的匹配层对提高以中空多孔碳纤维吸波材料的吸波性能更为显著.所制备的材料在厚度为2.90mm,密度为1.28g/cm³时,在4~18GHz频率范围内反射率≤-8dB的带宽为11.42GHz,反射率≤-10dB的带宽为10.90GHz.     

羰基铁粉吸波涂层的优化设计

研究了以羰基铁粉为吸收剂的吸波涂层的轻型化问题.以石蜡为粘合剂,制备了不同羰基铁粉含量的吸波材料,测试了其电磁参数.利用完全枚举法对羰基铁粉吸波涂层进行了优化设计,设计中引入了面密度指标.满足X波段反射率小于-10dB的带宽大于3.9GHz的涂层最小面密度为5.49kg/m2.分层使涂层面密度下降的效果不明显,羰基铁粉吸波涂层宜采用单层形式,增大羰基铁粉在涂层中的含量有利于减轻面密度.     

生物型吸波微粒的制备

电磁波吸收微粒对于电磁防护和雷达波的吸收起着关键的作用.采用微生物作为模板,通过溶胶-凝胶处理,在微生物表面包覆了一层Fe3O4,制备了相应的生物吸波微粒,研究了产物的形貌、成份、微波磁参数.实验表明生物吸波微粒表面形成厚度<3μm的尖晶石型铁氧体Fe3O4.包覆铁氧体的螺旋形生物吸波微粒性能良好.采用硅橡胶作为粘结剂制备了1.2mm厚的参杂螺旋形生物吸波微粒的涂层,结果显示该涂层在10～16GHz内反射损失>-10dB.     

吸波剂含量和涂层厚度对微波吸收性能的影响

以具有强磁损耗特性的磁粉、电阻型和电介质型物质作为吸波剂,制备出了具有阻抗渐变结构的3层复合雷达吸波涂层,研究了吸波剂用量和涂层厚度对吸波性能的影响.结果表明,增加表层、中层或底层吸波剂含量及涂层厚度,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;选择适当的吸波剂含量或者一定厚度的涂层才能拓宽、加深吸波性能.制得的试样中反射损耗可达-35.74和-39.25dB,其频宽(＜-10dB)分别为3.52和2.84GHz.     

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.     

涂层与镀层复合雷达波吸收性能研究

以纳米铁酸镍钴铁氧体复合Co粉、羰基铁粉等为吸收剂,并采用化学镀层和涂层方法,进行了单层、双层和三层沣涂层的吸波性能实验研究.结果表明:双层复合涂层的吸波性能较单层涂层在低频段有较大的提高;三层复合涂层的吸波性能优于双层复合涂层,三层复合涂层反射率小于-5dB的频宽为4.5～18GHz,较双层涂层提高5.4GHz.其中,镀镍层对提高吸波性能作用明显.     

空心微珠铁氧体复合粉体的改性与吸波性能

研究了柠檬酸盐溶胶-凝胶方法制备空心微珠-钡、锶、钴镍钡铁氧体复合粉体的微观形貌, 采用化学添加剂改善铁氧体的包覆性能. SEM、EDS分析表明铁氧体在空心微珠表面的包覆状态与铁氧体种类无关; 在前驱体中加入乙二醇或聚乙二醇可以使铁氧体对空心微珠的包覆更加完整、牢固致密. 用网络分析仪测试了C波段5.0～6.5GHz、X波段8.2～12.4GHz、Ku波段12.5～18.0GHz内1.8mm厚铁氧体空心微珠复合粉体制备的吸波涂层的微波损耗. 试验表明：铁氧体空心微珠复合粉体具有良好的电磁吸波性能, 吸波涂层在5～18GHz内微波反射损失总体上大于单纯铁氧体涂层; 加入乙二醇或聚乙二醇有助于提高涂层的吸波效果.     

短切中空多孔碳纤维复合材料的吸波性能

以中空多孔聚丙烯腈(PAN)原丝为原料, 通过预氧化处理和碳化处理工艺制备了中空多孔碳纤维, 采用SEM和XRD对其微观结构和晶体结构进行了表征, 并对其吸波性能进行了分析. 研究结果表明, 中空多孔碳纤维是一种非石墨结构的电损耗型雷达波吸收剂; 随着短切中空多孔碳纤维体积分数的提高, 随机分布的纤维/石蜡复合吸波材料的介电常数随之增大; 用所得的电磁参数结果计算了不同厚度材料的反射率, 在2～18GHz频率范围内, 当体积分数为33.30%, 厚度为2mm时, 最低反射率为-21.36dB, 其中<-5dB的反射率带宽为5.17GHz, <-10dB的反射率带宽为2.88GHz.     

双层雷达波吸收平板吸波特性研究

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。研究了以硫化锑作为匹配层填充物,炭粉作为吸收层填充物的双层吸波体的吸波性能。结果表明:面层硫化锑填充量选定为15%(ω),当底层炭粉填充量为30%(ω)时,试样总厚度为4.0mm,测试频率为8~18GHz,R<-10dB的频宽为7.6GHz,最大吸收峰值在13.8GHz(R=-20.89dB)。当底层炭粉填充量为35%(ω)时,试样总厚度为3.4mm,R<-10dB的频宽为7.2GHz,最大吸收峰值在13.8GHz(R=-15.85dB)。具有一定的工程应用价值。     

Study on the Carbonyl Iron Powder Based Nano-Composite Radar Wave Absorbing Coatings

With the rapid development of stealth technique, carbonyl iron powder is regarded as an ideal radar absorbing material. In this paper, radar absorbing properties of carbonyl iron powder was investigated by using nano composite and macroscopic multi- layer composite approach. The machine- chemistry composite methods were employed during the experiment to produce nano composite absorbent. Two carbonyl iron powders named HP1, HP2 and nano powder named HP3 were employed. Absorbents were obtained by adding 10% HP3 powder with average size of 28 nm to the HP1 and HP2 carbonyl iron powders by weight respectively. By a series of composite techniques, sample plate with the radar absorbing coating was prepared. Compared with the single coating, the wave absorbing properties were significantly improved. The working band in which the wave reflectivity was less than 5 db was 4.8 ～ 18 GHz with the coating thickness of 1.0 mm. The lowest reflectivity was found to be 12.34 db at 8 GHz. The wave absorbing coating with thin thickness,broadband and strong absorbing properties was obtained.     

宽频段雷达表面波衰减特征规律研究

目标物体上表面波的衰减吸收对目标的隐身起到很大的作用.研究了雷达吸波涂层对宽频段雷达表面波衰减吸收的规律以及频率选择表面与吸波涂层相结合的复合吸波涂层对宽频段表面波衰减吸收的规律.实验结果表明,低厚度的雷达吸波涂层就可以实现高频表面波的强衰减吸收,而频率选择表面与低厚度雷达吸波涂层相结合的复合涂层与雷达吸波涂层共同交替使用可以实现宽频段表面波的强衰减吸收,有望实现目标物体在宽频段范围内的高性能均衡雷达隐身.     

一种三层雷达吸波涂层的制备和性能

在磁性金属微粉的雷达吸波涂层中引入导电纤维层具有减轻质量和展宽吸收频带作用,本文采用磁性金属微粉和短导电纤维制备了一种三层雷达吸波材料.研究表明,三层的相对顺序对吸波涂层的带宽与峰值具有明显影响,在面密度为2.50 kg/m2的条件下,当导电纤维层位于表层时带宽最大,在8～18 GHz频段范围内反射率小于-10 dB的带宽达7 GHz.     

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.