掺铁尾矿粉硫氧镁泡沫水泥复合材料的吸波性能

以铁尾矿粉为吸波剂制备了硫氧镁泡沫水泥复合吸波材料。首先对铁尾矿粉组成和形貌进行分析,再用矢量网络分析仪分别通过同轴管法和弓形法测量复合材料在2~18GHz频段的电磁参数和吸波性能。结果表明:铁尾矿粉主要矿物成分是低介电常数的SiO2和磁性Fe2O3,以无规则的片状、块状为主,颗粒小于10μm,是良好的透波和吸波介质;随铁尾矿粉掺量的增加,复合材料电磁参数的实部减小,虚部增大;随着厚度和铁尾矿粉掺量的增加,硫氧镁泡沫水泥吸波性能增强,当铁尾矿粉掺量为45%、厚度为15和18mm时,干密度为0.8~0.9g/cm3的硫氧镁泡沫水泥,可实现对2~18GHz全频段的吸收均优于-10dB。     

石墨泡沫混凝土的吸波性能研究

多功能化和低成本有利于建筑吸波材料的应用。在频率8～18GHz范围内,采用弓形反射法测试了掺加石墨的水泥基泡沫混凝土的吸波性能,研究了石墨掺量、发泡剂用量和试件厚度对石墨泡沫混凝土吸波性能的影响。结果表明,掺加石墨后,泡沫混凝土吸波性能逐渐增强,石墨泡沫混凝土吸波材料中石墨的逾渗阈值为水泥质量的15%;随着发泡剂用量增加,石墨泡沫混凝土反射率逐渐降低。厚度为30mm时,泡沫混凝土吸波性能最佳,当石墨掺量和发泡剂用量分别为水泥质量的15%和2.5%时,反射率降低至-15.64dB,<-10.0dB的带宽可达3.0GHz,导热系数低至0.083W/(m.K)。石墨泡沫混凝土具有良好的保温和吸波性能,可以浇注施工建筑物的屋面和墙体,同时实现建筑电磁辐射防护和建筑节能的目标。     

铁尾矿加气混凝土的制备和性能

以铁尾矿为主要原料制备加气混凝土,研究了铁尾矿的细度和掺量对其性能的影响。结果表明:随着铁尾矿细度的减小料浆的流动性提高,大量气孔的形成使制品的绝干密度降低;但是,细度过小使料浆的流动性降低,在浇注过程中大量气孔的破裂使制品的绝干密度提高。铁尾矿细度减小可提高水化反应速度,生成更多的水化产物,使制品的抗压强度提高。但是,铁尾矿过细使未反应的原料残核过分细小,不能形成良好的气孔结构,导致其抗压强度降低。提高铁尾矿的掺量能使水化产物之间的空隙充分填充,制品的绝干密度随之提高。铁尾矿掺量的提高使托贝莫来石的数量增加,由针片状变为短纤维状,相互交叉形成了网状结构,使制品的抗压强度提高;但是铁尾矿掺量过高使结晶良好的托贝莫来石数量减少,网状结构变得相对松散,导致制品的抗压强度降低。     

铁尾矿沥青混合料的路用性能研究

铁尾矿是主要工业固废之一,其堆放造成了严重的土地浪费和环境污染,将其用于沥青路面建设是高质量、规模化利用的有效方式。为考察铁尾矿沥青混合料(IT-AC)的路用性能随铁尾矿体积掺量的变化规律,本工作设计了不同铁尾矿体积掺量的IT-AC,并进行马歇尔试验、车辙试验、浸水车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验和动态模量试验。结果表明,铁尾矿的主要化学成分是SiO₂且含量超过65%(质量分数),属酸性集料,其压碎值与磨耗值均偏高;铁尾矿表面比天然集料具有更多的空隙,吸附了部分沥青,因此IT-AC的沥青用量随着铁尾矿体积掺量的增加而变大;IT-AC的60℃马歇尔稳定度、动稳定度、浸水动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂强度比、低温弯拉应变和动态模量均随铁尾矿掺量的增加而降低,说明IT-AC的路用性能随铁尾矿体积掺量的增加而降低,铁尾矿的体积掺量不宜超过40%。     

碳基/羰基铁复合吸波材料的研究进展

碳基/羰基铁复合吸波材料结合了各自优势,具有独特的物理化学特性和良好的吸波性能,成为近年来研究热点之一。本文结合国内外最新研究成果,介绍了羰基铁吸波剂自身改性的研究现状,将碳基/羰基铁复合吸波材料的研究成果系统归纳为6大类,即石墨烯/羰基铁复合吸波材料、碳纳米管/羰基铁复合吸波材料、碳纤维/羰基铁复合吸波材料、炭黑/羰基铁复合吸波材料、石墨/羰基铁复合吸波材料以及其他碳材料与羰基铁的复合吸波材料,并进行了详细介绍。最后,指出了碳基/羰基铁复合吸波材料未来研究亟待解决的性能调控和轻量化等问题,展望了其在宽频隐身等方面的发展前景。     

双层水泥基吸波材料制备及性能研究

以膨胀珍珠岩作为阻抗匹配层,以碳纳米管和铁氧体作为吸波剂制备双层水泥基吸波体,采用RCS法(radar cross section)研究水泥基吸波材料的吸波性能。实验结果表明,匹配层的透波率随着膨胀珍珠岩掺量的增加而增大,在8~18GHz频率范围内,掺有20%膨胀珍珠岩试样透波率介于20%~60%之间;以膨胀珍珠岩的水泥浆体作为匹配层制备的双层水泥基材料,其吸波性能要优于相同厚度单层吸波材料;当匹配层中膨胀珍珠岩掺量增加时,吸波性能也随着增加;以0.15%碳纳米管和10%FP型铁氧体作为复合吸波剂制备吸波层,具有优异的吸波性能,并且匹配层与吸波层的最佳厚度比为3∶1;而当吸波层复掺0.75%碳纳米管和30%FP型铁氧体时,双层吸波材料的吸波性能比相同厚度单层吸波材料要差,匹配层与吸波层的最佳厚度比为1∶3,试样反射率的峰值为-31.0dB,低于-7dB的带宽达10.6GHz。     

复掺纳米TiO2吸波剂和吸波功能集料的电磁吸波混凝土

利用纳米TiO_2掺合料、TiO_2功能集料双组分复掺的方法制备得到电磁吸波混凝土。研究了纳米TiO_2掺量、匹配层以及试样厚度对混凝土电磁吸波性能的影响,结果表明,TiO_2掺量为3%、10mm吸波混凝土加10mm匹配层的结构,其吸波性能最佳。分析认为纳米TiO_2掺量、匹配层的变化影响了混凝土与自由空间的波阻抗匹配,进而影响了电磁吸波性能。制备的电磁吸波混凝土具有良好的物理、力学性能,28d抗压强度超过40 MPa,可直接用作结构材料。     

铁尾矿砂对泡沫混凝土力学性质和微观结构的影响

采用铁尾矿砂来代替泡沫混凝土中的细骨料,分析不同水灰比、不同铁尾矿砂替代量和不同材料表观密度条件下的铁尾矿泡沫混凝土力学性能的变化规律。结果表明：当铁尾矿替代率为20%时,泡沫混凝土抗压强度和抗折强度均达到最大值;当水灰比在0.40时混凝土的强度达到最大值;而随着表观密度等级的增大,铁尾矿泡沫抗折强度的变化规律呈现稳步增大的趋势,且抗压强度的变化规律则呈现出先快速增大后缓慢增大的趋势。同时,掺加铁尾矿砂和小粒径的铁尾矿的泡沫混凝土可以有效提升泡沫混凝土的抗冻性能。在剪切速率一定时,随着水灰比和铁尾矿替代率的增大,泡沫混凝土剪切应力的变化规律呈现出增大的趋势,表观粘度值的变化规律呈现出减小的趋势。     

原位聚合法制备铁氧体/聚苯胺吸波复合材料的研究进展

电磁污染已成为继空气污染、水污染和噪声污染之后的第四大污染, 吸波材料因其吸收和衰减特性, 可以作为解决电磁污染的有效手段。聚苯胺(PANI)作为一种电阻损耗型吸波材料, 可以满足吸波材料"厚度薄"、"质量轻"的发展理念, 但由于阻抗匹配度差, 吸波性能并不理想。铁氧体作为一类传统的磁损耗型吸波材料, 因其密度较高使其适用范围受到限制。高密度的铁氧体与低密度的聚苯胺复合制备的吸波材料, 不仅可以调整复合材料的密度, 而且还能改善复合材料的阻抗匹配, 提高铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波性能。本文首先探讨了聚苯胺以及铁氧体/聚苯胺复合材料的制备方法, 其次阐述了铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波机理。然后分别归纳了尖晶石型、磁铅石型、石榴石型铁氧体与聚苯胺制备的复合材料在吸波领域的研究进展。最后指出铁氧体/聚苯胺复合材料应趋向于电磁仿真和多元复合化的方向发展。     

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.     

吸波沥青混合料的制备及微波自愈合特性

吸波材料具有良好的微波传热能力,可用于沥青路面微裂缝自修复。本研究选取了炭黑粉、羰基铁粉和镍锌铁氧体粉3种吸波材料替换部分矿粉制备了SMA-13吸波沥青混合料。通过车辙试验、低温弯曲破坏试验和冻融劈裂试验对比分析了不同吸波沥青混合料的路用性能,并采用半圆弯曲(SCB)试验研究了吸波材料类型、掺量、微波加热时间等因素对吸波沥青混合料表面温度分布和自愈合性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析吸波材料的微观特性。结果表明,随吸波材料掺量从10%增至30%,炭黑粉沥青混合料的动稳定度和冻融劈裂强度比都呈现出逐渐上升趋势,而低温弯曲应变则表现出先增加后减小的特征;羰基铁粉沥青混合料动稳定度和低温弯曲应变均呈现先增加后减小的趋势,而冻融劈裂强度比表现出逐渐减小的特征;镍锌铁氧体粉沥青混合料动稳定度和低温弯曲应变均呈现逐渐减小趋势,而冻融劈裂强度比则与之相反。吸波沥青混合料的表面温度随着吸波材料掺量和微波加热时间的增加而逐渐上升,能够快速达到沥青混合料裂缝面的愈合温度,从而增强沥青混合料的微波自愈合性能。     

钢纤维水泥基材料吸波性能实验与隐身效能分析

采用远场雷达散射截面法测试的功率反射率为表征吸波性能的指标,研究了素砂浆的吸波性能以及钢纤维长度、钢纤维掺量、复掺铁氧体、表面处理、温度和湿度等因素对钢纤维砂浆吸波性能的影响;同时根据所推导的隐身效能评价公式计算了钢纤维砂浆的隐身能力.研究表明:掺入钢纤维可以提高砂浆的低、高频吸波性能;合适的纤维长度和体积掺量是提高砂浆吸波性能的决定性因素;温、湿度升高,钢纤维砂浆的吸波性能下降;复掺的铁氧体分布在试件表层时,钢纤维砂浆的吸波性能下降,而分布在整个试件内时,可提高低频段的吸波性能;表面开浅槽可以在较宽的频段内提高吸波性能,表面开深槽可使低频吸波效果明显提高;吸波效果较好的钢纤维砂浆在2.6～4GHz的频段内,其雷达最大探测距离可降低到素砂浆的84%～89%.     

吸波材料系列产品可行性研究报告

一、项目概述 1.项目名称:吸波材料系列产品 2.项目简介 2.1选择吸波材料系列产品优势 2.1.1电磁辐射已成为我国第四污染源,随着科学技术的进步,电磁技术环境的应用给社会创造了物质文明,但也把人们带进一个充满电磁辐射的环境里.早在1975年专家就曾预言,随着城市经济发展和人口增长,电子、通信、计算机、汽车与电气设备等大量进入家庭,城市空间人为电磁能量每年增长7%至14%,也就是说25年后最高可增加700倍,21世纪城市电磁环境将更为复杂与恶化.     

掺合材对水泥基材料雷达吸波效能实验研究

采用弓形法,对以水泥为基体,以掺合材硅灰和粉煤灰、石墨和碳纤维、纳米TiO2和钢纤维为吸波剂的试样,在8～18GHz频段内的吸波性能进行了分析,实验表明硅灰和粉煤灰、纳米TiO2和钢纤维与水泥复合制成的吸波材料具有良好的吸波效能,在8～18GHz频段内,其吸波效能随掺合材的含量增加而增大,但有一极限值。石墨和碳纤维与水泥复合制成的吸波材料的吸波效能较差,当石墨和碳纤维掺量为6%(质量分数)以上时,材料的吸波性能下降。硅灰和粉煤灰混合的最佳含量为30%(质量分数)左右,而纳米TiO2和钢纤维的最佳含量为纳米TiO24%(体积分数)、钢纤维4%(质量分数)左右。掺合材超过一定极限后,材料的透波能力增强,吸波性能便会下降。     

电磁吸波材料的研究现状与发展趋势

随着电子设备在军事、通讯、医疗、交通等领域的广泛应用,电磁干扰和电磁辐射问题日益加剧。电磁吸波材料可以将进入材料内部的电磁波能量转化为热能或其他形式的能量耗散掉,是一种直接有效的电磁污染防控手段。因此,国内外研究者围绕高性能吸波材料的开发及应用投入了大量研究。结合国内外研究现状对电磁吸波材料的吸收理论进行了简要概述,并对吸波材料的分类进行了总结归纳,重点探讨了吸波材料结构设计对电磁波吸收性能提升的作用机制,最后从吸波材料应用的“兼容化、复合化、智能化、环保化”方面对其发展趋势进行了展望,旨在为新型及高性能吸波材料的开发提供研究思路和理论依据。     

新型低频吸波材料研究进展

随着现代信息技术特别是微波通信技术的飞速发展,环境中存在的电磁辐射污染已经成为一个不可忽视的问题。研究表明：长期暴露在电磁辐射下容易对身体健康造成影响,且电磁辐射对电子设备的干扰也无处不在。频率1～8GHz的电磁波在日常生活中应用广泛,在军事领域,随着雷达使用频段拓宽,低频雷达波的隐身材料仍需要进一步研究和开发,所以新型低频吸波材料研究无论对人类健康还是军事隐身材料的发展都有重要意义。从吸波机理出发,综述了新型低频吸波材料的设计及研究进展,并展望了新型低频吸波材料的研究方向。     

纳米吸波材料及其在防电磁辐射织物中的应用

介绍了电磁辐射的危害、纳米吸波材料的吸波机理及其分类,并详细阐述了不同吸波材料的性能及国内外最新研究进展。另外,对纳米吸波材料在日常辐射防护中的应用进行了简要叙述,并对其应用前景进行展望。     

羰基铁室温硫化硅橡胶复合材料的吸波性能EI北大核心CSCD

为制备兼具力学性能和电磁吸收性能的高带宽吸波材料,采用纳米粒子改性及物理共混法设计制备一种以聚二甲基硅氧烷为基体的羰基铁室温硫化硅橡胶复合材料,系统地分析了该复合材料的力学性能与吸波性能。结果表明:当白炭黑质量分数为3%时,复合材料的综合力学性能最佳,便于材料加工;该复合材料为磁损耗型吸波材料,材料的衰减常数随羰基铁含量和频率呈正相关。根据仿真计算得出,在2~18 GHz下,随着复合材料厚度和羰基铁含量增加,电磁波的吸收峰都逐渐向低频移动,当复合材料的厚度为1.5 mm且羰基铁质量分数为75%时,吸波材料有效吸收带宽可以达到9.07 GHz,占目标带宽56.68%。在实际应用中可根据应用场景需求来优化配方和控制材料厚度,达到最佳的吸波效果。     

用粉煤灰和铁尾矿制备高强混凝土

以粉煤灰和铁尾矿为主要原料制备高强混凝土,用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析材料的水化产物和微观形貌,研究了铁尾矿掺量、水胶比、高效减水剂用量对高强混凝土力学性能的影响。结果表明,混凝土的抗压强度为100.1 MPa,抗折强度为20.6 MPa,固体废弃物掺量达86.4%;在水化过程中大量C-S-H凝胶和钙矾石的生成为细骨料混凝土提供了早期强度,火山灰活性反应对Ca（OH）₂的消耗是混凝土后期强度持续提高的主要原因。     

轻骨料水泥基多功能吸波材料的制备及有限元分析

为分析轻骨料种类及粒径对吸波材料性能的影响,采用五种从微米级至毫米级粒径的轻骨料制备了轻质水泥基吸波材料,测试其电磁参数和反射损耗(RL),采用有限元分析方法构建了二维截面模型,模拟吸波材料内部电磁场分布情况,并测试了吸波材料的力学性能和导热系数。结果表明,增加轻骨料掺量和增大粒径可改善水泥基材料的阻抗匹配性能,提升平均RL,拓宽有效吸波频宽,吸收峰向高频移动。20 mm厚度时,吸波材料在低频1.2 GHz处最优RL为-29.1 dB,在较高频5.9 GHz处最优RL为-20.9 dB,有效吸波频宽最宽可达14.49 GHz。有限元模拟结果表明,轻骨料可改变电磁波传输方向,增加电磁波损耗途径,相邻骨料之间可产生较强损耗,其次是在骨料内部产生损耗,这为骨料种类、粒径选择与轻质吸波材料设计提供理论基础。增大轻骨料粒径会降低吸波材料的密度、力学强度与导热系数,使其吸波效能更好,保温效果更优。