纤维在吸波涂层中的取向研究

为推进纤维类吸收剂在隐身材料中的应用,以纤维为吸波涂料的吸收剂制作吸波涂层.采用KH-3000视频显微镜、8mm和3mm雷达波反射率测试系统研究纤维在涂层中的分布状况.试验结果表明:采用喷涂法制备的吸波涂层,其纤维的分布有一定程度的取向,该取向对吸波涂层雷达波反射衰减有重要的影响.     

高性能雷达吸波涂层的制备及其损伤行为

以羰基铁粉为吸收剂、聚氨酯为胶黏剂,制备具有优异吸波性能的雷达吸波涂层,并基于矢量网络分析仪、电磁模拟软件Ansoft HFSS以及弓形框测试系统,对涂层电磁特性、损伤模型以及吸波性能进行研究。结果表明:雷达吸波涂层在垂直入射条件下具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm时,其反射损耗峰在7.2~12.8 GHz均达到?8 dB;在斜入射条件下也具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm、入射角为60°时,其反射损耗峰在5.5~18 GHz均达到?10 dB。相比于失效模式如雷达吸波涂层分层脱粘,损伤脱落对其吸波性能的影响更为明显。随着损伤脱落面积的增加,雷达吸波涂层的吸收强度（尤其是X波段）明显降低,且最小反射损耗峰往高频移动。通过对高性能雷达吸波涂层的脱落、分层等损伤行为的研究,为后续进行雷达吸波涂层维护与建立失效性评估标准具有极大的现实和军事意义。     

空气层匹配碳纤维吸波涂层的吸波性能

目的探究空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度对碳纤维吸波涂层吸波性能的影响。方法以短切碳纤维为吸收剂,水性聚氨酯为基体树脂,制备雷达吸波涂层。采用扫描电子显微镜和金相显微镜对短切碳纤维和涂层的微观形貌进行分析表征,将碳纤维涂层与空气层进行匹配,并采用矢量网络分析仪测试分析涂层的吸波性能。结果当空气匹配层厚度由1 mm逐渐增加到3.5 mm时,复合涂层的最大吸收峰由高频逐渐向低频移动。匹配厚度为3 mm时,反射率峰值最低(-41 d B)。匹配厚度为2.5 mm时,有效吸收频段(反射率-10 d B)最宽,为8.6~18 GHz。随着碳纤维含量的增加,涂层的最大吸收峰频率均呈下降趋势,有效吸收频段向低频移动。碳纤维含量(质量分数)低于0.1%时,只有碳纤维长度达到3 mm,涂层才具备有效吸波性能。碳纤维含量为0.1%~0.2%,碳纤维长度为2 mm时,涂层吸波性能最好。碳纤维含量超出0.2%,碳纤维长度为1 mm时,涂层已经具备较好的吸波性能。结论通过调节空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度,空气层匹配碳纤维吸波涂层在不同频段均能实现对电磁波的有效吸收。     

一种热喷涂雷达吸波涂层制备技术

采用耐温的磷酸盐玻璃和改性的β–SiC吸收剂的热喷涂材料体系,使用火焰喷涂工艺制备了热喷涂雷达吸波涂层,对粉末、涂层制备过程及性能进行了研究,结果表明:喷雾干燥造粒是制备热喷涂雷达吸波涂层粉末材料体系的合理方法,使用火焰喷涂制备的涂层,吸收剂含量为20%时,涂层性能最佳,当涂层厚度为1 mm时,在1.2×1010～1.8×1010 Hz范围内,涂层反射率均低于-8 dB。     

多波段草型伪装网的研制

主要探讨了三维草型伪装网的吸波机理,在雷达吸波涂层设计的基础上,提出了三维草型结构对雷达吸波效果的作用;三维草型结构在2～18GHz波段中,合格带宽为16GHz,其中最大衰减值可达30dB;同时对草型伪装网的光学隐身进行设计,实现了可见光及近红外的隐身.草型伪装网最终实现了雷达、可见光及近红外兼容隐身.     

功能纤维织物的制备及其吸波性能

利用功能纤维和涤纶2种材料混纺,并根据不同编织工艺,制备出4种功能织物.分别研究了4种织物在8～12 GHZ和26.5～40 GHz频段范围内的吸波性能,并对其吸波性能进行了比较.结果表明:在相同含量时,使用功能纤维3做成的织物吸波性能最好;在4种结构中,网格平纹布的吸渡性能最佳,当功能纤维质量分数为4%左右时,在8～12 GHZ范围内,反射衰减都低于-18 dB,最大反射率衰减为-21 dB,在26.5～40GHz范围内,反射衰减都低于-19 dB,最大反射衰减为-26 dB.     

NiFe1 . 98Nd0 . 02O4-Fe 双层吸波涂层设计及制备

目的制备高性能NiFe1.98Nd0.02O4-Fe双层吸波涂层。方法采用溶胶凝胶自燃烧法制备钕掺杂NiFe1.98Nd0.02O4。借助X射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对NiFe1.98Nd0.02O4和羰基铁的结构、形貌、电磁参数进行测试分析。采用遗传算法对NiFe1.98Nd0.02O4-羰基铁双层涂层的厚度进行优化设计。结果以环氧树脂为基体,以羰基铁和NiFe1.98Nd0.02O4为吸波剂的双层吸波涂层具备较好的吸波性能,厚度约1 mm,反射率在9.25~11.35 GHz范围内均小于-10 dB。结论 NiFe1.98Nd0.02O4层和羰基铁层在吸波性能上有很好的互补性,理论优化结果和实验结果相同。     

热喷涂纳米β-SiC/LBS涂层的吸波性能

应用喷雾造粒技术对纳米β-SiC/LBS复合吸波粉末进行团聚造粒,采用超音速火焰喷涂工艺制备高温纳米复合吸波涂层,并对复合涂层性能进行研究.结果表明,颗粒状β-SiC弥散在半熔融状态的LBS中形成涂层.涂层与基体的结合强度为8.46 MPa,拉伸过程中,涂层从内部撕裂,并表现为脆性断裂.与普通陶瓷吸波涂层相比,复合涂层的吸波性能得到扩展;随着涂层厚度的增加,复合涂层对电磁波的衰减能力将从高频向低频移动.受到涂层抗拉强度的限制,复合涂层的厚度应该小于1 mm.纳米β-SiC含量(质量分数)为46%时,复合涂层的电磁波反射率系数达到-13 dB;当在涂层厚度相同而微波频率大于14 GHz时,复合涂层的电磁波反射率系数均小于-10 dB.数值模拟结果表明,当β-SiC质量含量为46%时,复合涂层的吸波性能最佳.     

吸波涂层精准厚度涂装工艺研究

目的降低涂层厚度波动范围,提高吸波性能的稳定性。方法通过资料分析,选用空气辅助无气喷涂工艺,综合空气喷涂和无气喷涂工艺的优点,改进喷嘴,实现喷雾流量和雾化幅度等工艺参数的精确控制。进行喷涂参数优化试验和吸波性能检测,获得最佳喷涂工艺。结果采用空气辅助无气喷涂工艺和改进的喷嘴,调节喷幅在5~30 mm,采用5次喷涂,每次喷涂20~24 min,获得的吸波涂层表面平整,没有直径大于50μm的颗粒。喷涂的2 mm厚涂层单位面积厚度的偏差从200μm降低到60μm以下,吸波性能从5 d B降到2 d B以下。结论研制出的吸波涂层精准厚度涂装工艺,可根据涂装基准面的形态和结构选择不同喷幅的喷嘴调节雾化,实现厚涂层吸波涂料的均匀喷涂,大幅度提高吸波涂层的涂装质量。     

基于双磁介质层复合的超材料低频吸波体研究

本研究将磁性吸波涂层融入至超材料的结构设计中,得到了一种新型低频复合超材料吸波体,吸波体由环形电阻膜、双层磁性吸波涂层和金属背板组成。采用CST仿真软件计算了超材料吸波体的吸收性能,研究了吸波体各个结构参数对吸收性能的影响。仿真结果表明,设计的超材料吸波体厚度为2.5 mm时,在1.9和4 GHz处存在2个吸收峰,在1.59～6.59GHz频率范围内反射损耗低于-8dB,吸收带宽达到5GHz。通过吸波体电磁场分布对吸波机理进行了讨论。结果表明,吸波体低频吸收带宽的增加是由于表面的电阻膜图案改变了超材料吸波体的电场分布和磁场分布,促进了磁介质层的损耗。最后制备了吸波体样品并进行了反射率测试,实物测试结果与仿真结果基本一致,说明设计制备的吸波体具有优异的低频吸波性能,吸波带宽相比磁性吸波涂层大幅提高。     

碳纤维复合材料表面雷达吸波涂层超声测厚方法研究

针对碳纤维复合材料基底表面涂覆的雷达吸波涂层在超声测厚过程中由于涂层与基底间声阻抗接近导致界面回波信号弱,手动读取脉冲回波声程差时主观性强、效率低的问题,提出一种基于理论分析结合Matlab批量信号处理技术的涂层厚度测量方法.理论分析确定涂层上下表面回波信号的相位变化关系;采用Matlab脚本批量读取超声脉冲回波信号,...     

雷达吸波涂层材料的研究进展

讨论了电磁波的吸波机理,及其性能测量和计算方法,叙述了电阻型损耗、介电损耗、磁损耗型三种损耗机制的涂层材料及其电磁波吸收损耗机理,对不同种类的吸波材料在雷达波隐身方面的应用进行了全面的综述,介绍了这一研究方向的最新进展,并分析了每种材料的主要特点。重点讨论了铁氧体、碳纳米管、导电高聚物等吸波材料的微观结构、化学性质、电磁特性对吸波性能的影响。对于磁损耗材料来说,良好的磁性能是其不可忽视的优点,但其密度高,稳定性较差,影响了其性能发挥。针对其存在的缺点,通过掺杂改性、共混等方式可提升涂层材料的吸波性能。在碳系材料中,多壁碳纳米管的吸波性能较好,将磁损耗吸波材料与碳纳米管进行复合、包覆是目前吸波性能提高的主要手段。导电聚合物等新型吸波材料具有质量轻、导电性好的特点,单独使用时,阻抗匹配性差,通过对其掺杂改性或与磁损耗型材料复合,可增强其阻抗匹配性,提升吸波性能。最后,指出了雷达吸波材料未来的研究发展方向。     

碳纤维复合吸波材料的频散特性影响规律研究

目的归纳总结碳纤维长度和含量对碳纤维复合吸波材料(CFCAM)频散特性的影响规律。方法以水性聚氨酯(PR)为基体树脂,碳纤维(CF)为填料,制备了不同长度和含量的CFCAM,采用扫描电镜和X射线衍射仪对CF改性前后的微观形貌和物质结构进行表征,用矢量网络分析仪测试CFCAM介电常数(ε),归纳总结出CF长度、含量对CFCAM的频散特性的影响规律。结果随着CF长度的增大,CFCAM的ε先增大后减小,当CF长度为3 mm时,CFCAM不仅具有较好的频散特性,实部(ε′)和虚部(ε′′)都较大;随着CF含量增大,CFCAM的?增大,当CF质量分数为0.9%时,ε′达到18左右,ε′′达到9左右,预示着该含量下CFCAM有较大的储存能量的能力,并且对电磁波有较强的电损耗能力。结论 3 mm碳纤维在质量分数为0.9%时具有较好的频散特性,适宜用来制备吸波性能强、频带宽的雷达吸波涂层材料。     

Expanded Polystyrene as an Admixture in Cement-Based Composites for Electromagnetic Absorbing

The electromagnetic characteristics of expanded polystyrene (EPS) filling cement-based composites were studied using arched reflecting method. The findings show that EPS filling ratio and EPS grain size as well as the sample thickness are important to absorbing properties of cement-based composites. The least reflectivity in 8∼18 GHz is −15.27 dB and the bandwidth lower than −10 dB is 6.2 GHz, when the EPS filling ratio and thickness of sample are 60 vol.% and 20 mm, respectively, with the EPS diameter of 1 mm. It also indicates that the attenuation of electromagnetic wave can be mainly attributed to the multiple reflection and scattering inside the composite material.     

轻质CB/RGO复合涂层的制备及其吸波性能研究

目的制备吸波性能优异的碳基复合吸波涂层。方法采用液相法在导电炭黑(CB)体系中原位生长还原氧化石墨烯(RGO)材料,合成了CB/RGO复合吸收剂,并以环氧树脂为基体制备了CB/RGO复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的CB/RGO复合吸收剂进行微观结构表征,研究了吸收剂填充量和厚度对涂层电磁性能的影响规律。结果微观结构分析表明,CB以一种类似“葡萄状”的结构形态附着在石墨烯片层之间,在其表面实现包覆性生长,分散均匀且具有较好的附着力;制备的CB/RGO复合涂层质地均匀,密度仅为1.1 g/cm^3,兼具轻质柔性的特征。微波反射率测试结果显示,在高填充量3.0%和3.7%下,涂层均未表现出明显的强电磁吸收能力,而在低填充量1.6%和2.3%下,涂层表现出十分优异的微波吸收性能。结论当填充量为2.3%、厚度为1.9 mm时,涂层表现出最佳的吸波性能,最大吸波强度为−17.1 dB,有效吸波频宽达到6.63 GHz,覆盖整个测量频段的66.3%,显示出良好的宽频吸波性能。另外,当厚度为2.5 mm时,填充量为2.3%的涂层实现了雷达波在X波段的微波全吸收。     

Influence of FeCrAl Content on Microstructure and Bonding Strength of Plasma-Sprayed FeCrAl/Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> Coatings

Low-power plasma-sprayed FeCrAl/Al₂O₃ composite coatings with 1.5 mm thickness have been fabricated for radar absorption applications. The effects of FeCrAl content on the coating properties were studied. The FeCrAl presents in the form of a few thin lamellae and numerous particles, demonstrating relatively even distribution in all the coatings. Results show that the micro-hardness and porosity decrease with the increase in FeCrAl content. With FeCrAl content increasing from 28 to 47 wt.%, the bonding strength of the coatings with 1.5 mm thickness increases from 10.5 to 27 MPa, and the failure modes are composed of cohesive and adhesive failure, which are ascribed to the coating microstructure and the residual stress, respectively.     

一种双层吸波材料的制备与吸波特性研究

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。