碳纳米管加载量对复合材料吸波性能的影响

将不同质量分数的碳纳米管和环氧树脂充分混合，制成复合吸波涂料并涂覆在铝板上制成吸波涂层。采用TEM对碳纳米管的形貌进行观察。使用反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测复合材料的吸波性能。结果表明，复合材料在2GHz～18GHz均有良好的吸波性能。碳纳米管加载质量分数为8％和10％时，复合材料吸波性能最佳。8％碳纳米管加载量，峰值最大，达到～22．55dB，波峰出现在12．32GHz，带宽分别为2．56GHz（R〈-8dB）和4．00GHz（R〈-5dB）。10％碳纳米管添加量，带宽最大，分别达到2．80GHz（R〈-8dB）和7．00GHz（R〈-5dB），波峰出现在13．67GHz，峰值为-14．59dB。     

碳纤维/铁硅铝复合材料的低频吸波性能

为获得吸波性能良好的吸波材料,将电阻型吸波剂碳纤维和磁损耗型吸波剂FeSiAl片状磁粉复合,以石蜡为基体,利用模压法制备出复合材料。采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对单一吸波剂进行了测试分析。结果发现,片状FeSiAl磁粉的粒度在数十到几百微米之间;碳纤维表面留有活性物质,截面处能看到皮芯结构;XRD衍射图谱中,FeSiAl呈现出bcc结构。对复合吸波材料的电磁参数进行测量对比,结果表明,FeSiAl片状磁粉在1~3GHz内的最佳反射率达到-40.7dB,有效吸收频带宽度约为0.5GHz;当加入长度等于4mm,含量为0.4%(质量分数)的碳纤维时,碳纤维/铁硅铝复合材料吸波性能最佳,其反射率为-49.6dB,有效吸收频带宽度为1.0GHz;FeSiAl片状磁粉平行于吸波片表面排列时,材料的反射率减小,吸波性能增强。     

镍锌铁氧体的制备及其吸波性能的研究

利用溶胶直接自蔓延反应制备了镍锌铁氧体纳米粉末，采用XRD分析了其结构。以聚乙烯醇为基体（PVA）制备了炭黑，镍锌铁氧体复合材料吸波平板；采用矢量网络分析仪测量了其在2～18GHz频带上的吸波性能。结果表明：具有双层结构的炭黑，镍锌铁氧体复合材料具有较好的吸波效果，试样厚度为3mm；当面层镍锌铁氧体的质量分数为40％，底层炭粉的质量分数为20％时，在8～18GHz的测试频段范围内，复合材料最大吸收峰值为-15．7GHz，优于-6dB的有效带宽为6．4GHz；当底层炭粉的质量分数为15％时，复合材料最大吸收峰值为-13．6GHz，优于-6dB的有效带宽为8．2GHz。     

复合吸波剂填充水泥基材料吸波性能研究

对水泥基掺杂混合吸波剂复合材料的吸收性能进行了研究，在水泥基体中分别填充不同比例的炭黑／二氧化锰、炭黑，铁粉、炭黑／铁氧体并进行吸波性能测试，结果表明试样在2．6～18GHz频段内具有更强的吸收性能，〉10dB的带宽最多可达12．4GHz。并用阻抗匹配和谐振理论解释了吸波剂含量和种类对吸收性能及吸收峰的影响。     

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.     

中间相沥青基碳纤维镀镍制备吸波材料

为制备中间相沥青基镀镍碳纤维,本文对比研究了电磁搅拌法和超声波法两种镀镍工艺,结果表明,两种工艺均可制备出表面镍含量较高的碳纤维,但超声波法制备的镀镍碳纤维的连续性优于电磁搅拌法,适合后续结构型吸波复合材料的制备。对镀镍碳纤维的电磁性能的研究发现,镀镍后碳纤维的电损耗参数下降,磁导率提高,利于低频带吸收。利用中间相沥青基镀镍碳纤维制备出树脂基复合材料,对其吸波性能进行测试,研究结果发现:以镀镍纤维层间全平行排布铺层制备的复合材料与未加镀镍碳纤维的相比,同时提高了在低频带和高频带的吸波效果,在14.88GHz吸收峰峰值为-27.62dB,低于-5dB的累积频宽约为14GHz,低于-10dB的累积频宽约为6.5GHz,吸波效果明显。     

EPS水泥复合材料的吸波性能与抗压性能研究

对发泡聚苯乙烯(EPS)填充水泥基体复合材料的吸波性能与抗压性能进行了实验研究.结果表明,EPS填充水泥基体复合材料具有良好的吸波性能,而且EPS填充率和颗粒直径对材料的吸波性能具有明显的影响.当EPS填充率为60%vol.,直径为1 mm时,材料在8～18 GHz频段内可以实现-8～-15dB的吸收,吸收超过-10dB的带宽为6.2GHz.EPS水泥复合材料的抗压强度与EPS填充率存在一定的线性关系,直径为1mm的EPS较3mm EPS填充的复合材料具有更大的抗压强度.     

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。     

制备工艺对活性碳纤维微观结构和吸波性能的影响

以粘胶纤维为原料,通过碳化、活化处理工艺制备活性碳纤维,采用XRD对其微观结构进行表征,并对其吸波性能进行测试,分析了纤维的微观结构与吸波性能的关系。结果表明,制备工艺对活性碳纤维的微观结构和吸波性能有较大影响。在其它工艺参数保持不变的条件下,随碳化温度的升高,活性碳纤维的石墨化程度和吸波性能均先提高后降低;随活化时间的延长,活性碳纤维内部结构趋向不规整化,对电磁波的损耗能力增强。在活化时间为18min、活化温度为900℃、碳化时间为60min、碳化温度为425℃条件下制备的活性碳纤维的吸波性能最佳,含0.6%(质量分数)纤维的树脂基复合材料在6.3～13.4GHz频率范围内对电磁波有-10dB以下的吸收,在8.5GHz时取得的最大反射衰减为-27.3dB。     

隐晶质石墨/LDPE复合材料的吸波性能

为了研究隐晶质石墨在吸波材料方面的应用,从隐晶质石墨微观形貌、粒径大小、晶体结构、杂质成分入手,深入探讨隐晶质石墨含量对隐晶质石墨/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料吸波性能的影响.结果表明,固定碳含量为85.69％的微米级隐晶质石墨可显著提高低频吸波效果,且其含量对吸波材料吸波性能有很大影响;随着隐晶质石墨吸波剂含量的增加,最大吸收峰值均向低频方向移动,在隐晶质石墨含量为60％时的反射率在频段2～18GHz达到最大峰值-25.19 dB,小于-5dB和-10 dB的有效带宽分别为4.31 GHz和2.57 GHz.研究表明,隐晶质石墨/LDPE复合材料具有较好的吸波性能.     

碳纤维增强莫来石陶瓷的介电性能和吸波性能研究

采用模压成型工艺和固相反应烧结制备了碳纤维/莫来石（Cf /Mullite）复合材料。对Cf /Mullite复合材料的物相组成、微观结构进行了表征,使用矢量网络分析仪研究了碳纤维（Cf）含量对莫来石（3Al2O3 2SiO2）陶瓷在X波段（8.2~12.4 GHz）的介电性能和吸波性能的影响。结果表明：Al2O3和SiO2在高温下充分反应生成了莫来石陶瓷,Cf /Mullite复合材料具有相对致密结构,Cf /Mullite复合材料的介电常数和介电损耗角正切值（tan δ）均随碳纤维添加量的增加而增大,且Cf的加入使得莫来石陶瓷具有更优的电磁波吸收性能。Cf体积分数为1.2%、Cf /Mullite复合材料厚度d=1.5 mm时,反射损耗最大吸收峰为-33.3 dB,反射损耗优于-5 dB的吸收频宽达3.675 GHz,反射损耗优于-10 dB的频宽达到2.205 GHz。Cf的加入显著提高了莫来石陶瓷的吸波性能。     

螺旋形碳纤维结构吸波材料的制备及其吸波性能研究

用基板法以乙炔为碳源,镍板为催化剂,PCl3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<-10dB,反射率<-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。     

碳纤维(碳毡)/树脂复合吸波材料的研究

分别研究了平铺排布的碳毡和单向排布的碳纤维类吸波复合材料的微波吸收特性。结果表明:单向排布的聚丙烯腈基碳纤维的吸波性能与纤维的排布间距和纤维含量密切相关。本实验条件下可获得有效带宽大于3 GHz,10 dB以下的反射衰减。平铺排布碳毡的吸波性能随碳毡含量的影响较大,含量0.27 wt%时,在8 GHz~18 GHz 频段获得90 %以上的吸收率。     

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。     

双层结构型吸波复合材料的制备与吸波性能研究

依据传输线理论和阻抗匹配原则,设计并制备了一种以磁性金属微粉为面层、多壁碳纳米管为底层、玻璃纤维布为环氧树脂基体增强体的低频段双层结构型吸波复合材料。采用透射电镜和扫描电镜对多壁碳纳米管和磁性金属微粉的微观形貌进行了表征,采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了材料在2～18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,采用弓形法测试了复合材料在2～8GHz扫频范围内的反射率特性。研究表明,该双层结构型吸波复合材料在低频S波段具有良好的吸波效果,当其匹配厚度为dm=4.0mm时,最大吸收峰在3.08GHz时达到-17dB,反射率小于-10dB的频宽为1.82GHz。     

碳纳米管/镍铁氧体涂层的吸波性能及吸波机理

采用柠檬酸络合物形成的溶胶凝胶制备了镍铁氧体,并将所得镍铁氧体与碳纳米管混合均匀,得到不同碳纳米管质量分数的复合材料。采用微波矢量网络分析仪测量了复合材料的电磁参数,根据电磁参数研究了1mm厚涂层在2~18GHz频段的微波反射率。结果表明:复合材料的吸波性能明显优于单纯的镍铁氧体材料,而且复合材料中碳纳米管含量对吸波性能有明显的影响。对于厚度为1mm的薄涂层,当碳纳米管的质量分数为20%时,涂层具有最优的吸波性能,最大吸收峰值达-14.02dB,小于-10dB的有效带宽达3GHz;然后通过电损耗功率密度分析了复合材料的微波吸收机理,并给出了厚度为1mm的薄涂层,当其中的碳纳米管含量为20%时,吸波效果最佳的理论解释。     

三维织物石膏基微波吸收材料的制备及性能

采用浸渍工艺在三维织物表面包覆炭黑,并将其与石膏复合制备石膏基微波吸收材料。利用弓形反射法测试了该复合材料在2~18GHz内的吸波性能,结果表明吸波性能随炭黑含量的增加而增强,三维织物的最佳厚度为6mm。三维织物厚度为6mm、乙炔炭黑含量为24%的复合材料在2~18GHz内对电磁波的反射损耗均低于-5dB,最低反射损耗可达-28.3dB。三维织物的特殊结构不仅能够有效改善材料的阻抗匹配,还能够增加材料的电磁波损耗路径,从而达到增强损耗能力、拓宽吸波频宽的目的。此外,三维织物还能够明显增强石膏基材料的抗折性能。     

异形截面碳纤维复合材料的吸波性能

为了研究异形截面碳纤维复合材料的吸波性能,采用SEM、XRD及XPS等测试技术,对异形截面聚丙烯腈基碳纤维(ICF)和T300碳纤维的表面形貌、组织结构及化学组成进行了研究。结果标明：ICF的截面形状成近似正三角形,截面异形度为13.16%;与树脂基体可以形成较强的界面作用;其力学性能与T300接近,可作为结构材料的增强体使用。分别采用四电极法、网络法和雷达散射截面(RCS)法研究了2种纤维增强的复合材料的电磁性能和吸波性能。结果表明：ICF的电阻率比T300大;在高频电磁波作用下,ICF复合材料的介电常数虚部(ε″)及损耗角正切(tanδ)均比T300复合材料大;其复合材料对频率在16 GHz左右的电磁波的反射率为- 8 dB。通过研究,异形截面碳纤维复合材料同时具有承载和吸波的作用,将是一种有前途的结构吸波材料。     

模板法制备MoSi2/竹炭复合材料及吸波性能

以竹材炭化的多孔竹炭(BC)为模板,金属间化合物二硅化钼(MoSi_2)为吸收剂,采用包埋硅(Si)粉固相烧结工艺制备MoSi_2/BC多孔复合吸波材料。利用XRD、SEM和矢量网络分析仪对MoSi_2/BC复合材料的物相组成、显微结构、介电和吸波性能进行表征。结果表明:在氩气(Ar)保护气氛下,1450℃烧结制备的MoSi_2/BC复合材料主要含物相MoSi_2、SiC及无定型碳。BC基体孔隙内除分布有MoSi_2外,还布满排列无序、尺寸长短不一、相互交叉呈网状的碳化硅晶须(SiC_W),SiC_W的存在可有效提高复合材料电磁波吸收性能。在8.2～12.4GHz频率范围内,与环氧树脂混合后,复合材料反射率随MoSi_2/BC含量增加而逐渐减小。MoSi_2/BC含量为50%(质量分数)时,随试样厚度增加反射率降低,且最小反射率向高频方向移动;在11.87GHz处最低反射率为-13dB,反射损耗小于-10dB带宽约达1.0GHz,具有良好的吸波性能。     

新型吸波复合材料的SMC成型工艺及吸波性能研究

以E-51环氧树脂为基体,Fe78Si13B9粉体为吸波剂成功制备了性能优良的吸波复合材料板,并对其成型工艺以及性能指标进行了系统的研究。研究结果表明,所制备的梯度吸波复合材料板呈现出规整的铺层结构,各层间吸波剂含量分布均匀;复合材料具有优良的力学性能,测得其拉伸强度值为128.03MPa,弯曲强度值为253.04MPa;与此同时,测得吸波剂与环氧树脂不同质量比条件下所制得复合材料板的吸波性能,随着吸波剂含量的增加,反射衰减峰逐渐向低频偏移;当吸波剂与环氧树脂质量比为6∶1时,在2.7～18GHz很宽的频率范围内反射衰减均小于-4dB,表现出优良的吸波性能,从而为下一步的吸波复合材料设计提供有价值的参考。