铁纤维多层电磁屏蔽材料优化设计

应用强扰动理论及电磁场理论建立了填充铁纤维多层电磁屏蔽材料屏蔽效能与填料尺寸、浓度及各层厚度的关系.基于遗传算法对频带8～18GHz内填充铁纤维三层屏蔽复合材料进行了优化设计,在屏蔽效能不小于35dB、总厚度不超过5mm的优化目标下,得到了各层材料的最佳结构参数配比.算例分析验证了填充铁纤维实现宽带薄层电磁屏蔽材料的可...     

基于遗传算法的宽带薄层电磁防护材料研究

针对电磁防护材料需要具有宽频带和低厚度的特点,构造了防护材料的优化目标函数.采用遗传算法对多层防护材料进行优化,在给定屏蔽效能阈值和总厚度限制的要求下,得到了多层匹配后具有良好电磁防护性能的防护材料.     

核壳粒子复合材料的等效磁导率

为了预测复合材料的等效磁导率,建立了填充核壳粒子复合材料等效磁导率的物理模型,应用电磁场理论推导了核壳粒子以单一介质球代替的等效方法并推广得到椭球核壳粒子情况.基于平均极化理论和Maxwell-Garnett理论给出了核壳粒子以特定浓度随机分布于复合材料时等效磁导率的预测公式,通过数值计算分析了核壳粒子浓度、结构参数以及磁导率对复合材料等效磁导率的影响.数值计算与实验结果吻合很好,验证了该等效方法用于复合材料电磁特性优化设计的有效性.     

电磁屏蔽复合材料的屏蔽性能预测

建立了填充椭球颗粒电磁屏蔽复合材料等效电磁参数的物理模型,基于变分原理和电磁波传输理论推导出其电磁屏蔽性能的预测公式,计算了不同填充条件下复合材料的屏蔽效能及反射率,分析了填料显微结构特征(浓度、形状、尺寸、分布方式)对复合材料屏蔽性能的影响规律.结果表明,复合材料屏蔽效能和反射率随填料填充浓度、长径比的增加而增大;针形和片形填料优于球形填料且定向分布好于随机分布;材料的反射率在特定的填充浓度及填料尺寸下存在峰值。屏蔽效能的计算结果与实验上填充球形银包羰基铁和镀镍短碳纤维的屏蔽复合材料的测试数据拟合较好。     

两相复合材料等效磁导率计算

借鉴细观力学中计算多相复合材料弹性模量的方法提出了一种计算两相复合材料等效磁导率的新方法。通过引入参考材料,依据Hashin-Shtrikman变分原理确定了复合材料等效磁导率的取值范围,并推导出两相复合材料的有效磁导率公式。数值计算结果与实验数据基本吻合,表明了该方法在低铁纤维浓度时能够较好地预测复合材料的等效磁导率,对于优化复合材料电磁参数具有一定的参考意义。     

高效电磁屏蔽复合材料设计及其屏蔽效能测试

为开发出综合性能好的电磁屏蔽复合材料,首先分析了材料对电磁波的屏蔽机理,给出不同材料模型的屏蔽效能计算公式。进而提出了"树脂+镍纤维网+树脂"的分层结构屏蔽复合材料设计模型,估算了屏蔽网络在高频时因感抗电流所带来的屏蔽效能。实验制备了复合材料的测试样品,对其进行屏蔽效能测试的结果表明:基于镍纤维网络屏蔽的复合材料在14kHz～18GHz都具有较高的屏蔽效能,频率为450MHz时达到72dB。设计的材料模型充分利用了材料结构对电磁波的屏蔽机制,对高效屏蔽复合材料的设计具有理论价值和指导意义。