微晶玻璃基吸波涂层材料的介电性能研究

吸波涂层大部分是以有机材料为载体,在其中添加导体(如W,Mo)或半导体材料(如SiC,TiC,TiO2),然而,有机载体的高温耐受温度不超过200℃,高温热稳定性很差。一般无机材料的高温耐受性较好,其中研究较多的几种材料包括TiC、TiO2以及通过不同手段制备的SiC等。为了提高吸波涂层的耐热性能,文中实验采用Mg-Al-Si系微晶玻璃作为基体材料,通过向微晶玻璃中加入不同吸波介质材料,包括含量相同的TiC、TiO2以及干法制备的SiC和通过湿法制备的SiC;对比了相同含量,不同吸波材料的介电性能;探究了作为吸波涂层材料吸波能力较强的介质材料。结果表明:TiC在X波段和Ku波段的吸波能力都较为突出,并且比不同制备方式的SiC的吸波能力强。通过显微结构的表征发现,在微晶玻璃中的TiC材料分布均匀,颗粒细小,有利于材料吸波。经过测试,试验制得的样品可在800℃的空气中反复使用,介电性能无明显变化,具有较好的的高温热稳定性和抗氧化性。     

聚丙烯泡沫/铁氧体复合吸波材料研制及应用

介绍了一种新型发泡聚丙烯微孔泡沫吸波材料,并与铁氧体吸波材料进行复合后,在30～1 000MHz的宽频带范围内有优异的反射性能.将复合后的材料应用在3m法电磁兼容暗室,其归一化场地衰减性能仿真计算结果在±4dB以内,其中绝大部分值在±2dB以内,满足高性能电磁兼容电波暗室的设计要求.发泡聚丙烯微孔泡沫吸波材料相对于传统的聚氨酯泡沫吸波材料具有洁净不脱粉、不吸水、耐热性好、硬度强、长期使用不垂头变形等优点,为下一代暗室的建设提供了更多的选择.     

基于微滴喷射成形的多层超材料吸波体设计与制造北大核心CSCD

超材料吸波体朝着多频、宽频的方向发展,多层结构是其增加吸收带宽的重要手段,但对于传统刻蚀加多层粘结的制备方法,其精度难以保证。提出一种基于3D打印技术中微滴喷射成形(MJM)技术制备多层超材料吸波体的新方法,可以一体化成形吸波体结构。首先开展4层吸波体方案设计及吸收率仿真,分析光敏树脂的介电常数/介电损耗、银浆电导率对吸波性能的影响;然后通过制备20×20单元吸波体样品,将实测数据与仿真数据进行对比。实测数据表明,在10.4~19.6 GHz频率范围内的吸收率大于90%,完全覆盖Ku波段,且与仿真数据高度一致,证实了采用MJM技术可以一体化成形多层超材料吸波体结构,减少装配误差,在隐身结构制造领域具有潜在应用价值。     

聚氨酯基吸波涂层的仿真分析与实验验证

基于FEKO仿真软件,建立以金属平板为背衬、吸波涂层为面板的仿真分析模型。通过计算不同吸波涂层厚度条件下仿真分析模型的RCS值,分析涂层厚度对其吸波性能的影响,确定了满足X波段吸波要求的涂层厚度范围。根据仿真结果,进一步制备了相应厚度的聚氨酯基吸波涂层进行实验,并将其实测反射率与仿真反射率进行对比。结果表明：以导电炭黑（质量分数5%）、羰基铁粉（质量分数75%）为吸波剂的聚氨酯基吸波涂层能有效降低金属平板的RCS值,平均降幅大于5 dBsm。当聚氨酯基吸波涂层厚度为1.6 nm或1.7 mm时,其反射率低于–10 dB的频率范围涵盖整个X波段。通过EFKO仿真软件对吸波材料进行辅助设计,具有良好的精度,可为吸波材料的优化设计提供参考。     

基于熔融沉积成型的多层石墨烯吸波体的快速制备及其性能

在制备石墨烯/聚乳酸(PLA)复合材料的基础上,利用熔融沉积成型技术快速制备了单层均质样件,研究了石墨烯含量对其电磁参数的影响规律,并基于传输线理论计算分析了其吸波效果;选择石墨烯含量较低的复合材料作为透波层的打印材料,石墨烯含量较高的复合线材作为吸收层和再次吸收层的打印材料,并基于四分之一波长匹配理论确定了吸收层、再次吸收层的匹配厚度范围。设计制造了由不同石墨烯/PLA复合材料组合而成的三层吸波体,测试结果表明:三层吸波体的吸波效果远优于单层均质吸波体,且当选取石墨烯质量分数分别为5%、7%、8%的复合材料作为透波层、吸收层和再次吸收层打印材料时,可以获得最佳的吸收效果,此吸波体在13.3~18GHz频段内的反射率均小于-10dB,在17GHz时有-30dB的最大吸收峰值。     

基于三维石墨烯的可拉伸太赫兹吸波材料

通过将三维石墨烯材料与聚二甲基硅氧烷薄膜相结合,设计并研制了一种宽带可拉伸的太赫兹波吸收材料,设计结构可以使三维石墨烯在聚二甲基硅氧烷层的保护下实现大幅度拉伸。实验结果表明,该吸波材料在0.2~1.1 THz的测试范围内有最高90%的吸收率,同时在20%的拉伸量下复合结构对太赫兹波吸收率基本保持不变,并且在去掉外力时材料样品的结构和性能均可恢复至原始状态。可拉伸太赫兹吸波材料具有带宽大、吸收率高、加工简单以及可大面积制备等优点,在太赫兹吸收器等领域中具有潜在的应用价值。     

镍锌铁氧体/炭黑填充环氧树脂基吸波性能研究

以环氧树脂为基制备了Ni—Zn铁氧体／炭黑双层结构复合材料吸波平板,由具有良好阻抗匹配的表面层、高吸收层组成（总厚度控制在6mm之内）。采用矢量网络分析仪对其在4～18GHz频段内的吸波性能进行了测试。结果显示,随炭黑质量分数的增加,吸收层的吸波陛能呈上升趋势,在炭黑质量分数达到35％时,在4．2GHz处出现吸收的峰值,此时,优于-6．00dB的有效频宽为5．8GHz。     

轻量化吸波胶带性能研究

针对传统吸波胶带面密度大、柔韧性差、频带窄且吸收强度弱等缺点，制备了一种新型的轻量化、高吸收的吸波胶带。吸波胶带采用改性环氧树脂作为基体材料，将石墨烯（rGO）引入羰基铁粉（CIP）中，通过r GO的增韧与阻抗匹配性，进一步优化了吸波胶带的柔韧性且增强了其吸波性能。研究了r GO含量、涂层厚度对吸波胶带的电磁参数、吸波性能以及力学性能的影响。此外，通过SEM等微观手段分析了差异存在的原因。实测结果表明，适量添加r GO,可以形成更多的界面，提升并平衡磁损耗与介电损耗，吸波胶带的吸波性能得到有效改善。当r GO添加量为2%、吸波涂层为1.0 mm时，吸波胶带的吸收峰峰值超过-38 dB，断裂伸长率达148.2%，面密度下降4%，有利于吸波胶带朝着更加轻、薄、宽、强的方向发展。     

流延法制备铁基吸波电磁厚膜的工艺和吸波性能研究

采用流延法制备了铁基吸波电磁厚膜,通过优化混料工艺制备出的厚膜可以达到200μm厚。通过DSC测试确定了叠层固化温度在130℃,固化后的样品可以用于多层吸波结构。通过实验确定了树脂含量21%(质量分数)的浆料和50～80 g/inch的离型力PET膜润湿性良好,流延膜可以连续收卷。测试了2.6～3.95 GHz内吸波厚膜的电磁参数,用弓形法测试了反射率。研究发现:球状铁粉含量85%(质量分数)的吸波厚膜吸收峰值可达-24 dB,-10 dB以下的吸收带宽为4.2 GHz。制备的球状铁粉和片状铁粉基吸波电磁厚膜样品在2～18 GHz范围内搭配使用可以有效吸收电磁波。     

吸波材料基体的应用与研究现状

在介绍吸波材料分类与原理的基础上,归纳了目前吸波材料中基体的应用与研究进展,总结了基体材料研究中的问题,指出提高高分子基体的耐温耐候性能、提高无机吸波材料的韧性及增加吸收剂的填充量是今后吸波材料的重要研究方向.     

纳米吸波材料的物理实质及研究进展

吸波材料是隐身技术的关键材料,纳米材料由于其特殊的量子尺寸效应和隧道效应等产生的优良的电磁波吸收性能而受到世界各国的重视．本文简单介绍了吸波材料的工作原理,进而阐述了纳米吸波材料吸收电磁波的物理实质．详细介绍了纳米涂敷型吸波材料和纳米结构型吸波材料的研究现状,并对纳米吸波材料的发展趋势进行了展望．     

电磁屏蔽和吸波材料的研究进展

阐述了研究电磁屏蔽材料和吸波材料的重要性,分析了在不同情况下电磁屏蔽材料和吸波材料的作用机理。综述了常见的电磁屏蔽材料的种类以及各种屏蔽用涂料、填料的特点,同时介绍了吸波材料的种类和研究热点,并着重讨论了导电填料、基体、复合工艺等因素对其屏蔽效能的影响关系。最后对电磁屏蔽材料和吸波材料的研究和发展趋势也作了简要的阐述。     

陶瓷电容器用环氧–酚醛树脂包封料的研究

采用单因素变量法研究了组成对陶瓷电容器用环氧-酚醛树脂包封料性能的影响,得到了综合性能好的包封料,这种包封料干燥时间为8 h(低于20℃条件下),耐溶剂性时间为70 h(丙酮中36~38℃)。同时得到了各组分对包封料性能影响的规律,结果表明:加入六次甲基四胺的包封料干燥时间和耐溶剂性时间短,酚醛树脂多的包封料干燥时间和耐溶剂性时间都较长,无机填料CaCO3颗粒粗些能提高耐溶剂性,环氧树脂加入量w为1.4%时包封料的耐溶剂性最好。该研究为研制陶瓷电容器环氧-酚醛树脂包封料提供了依据。     

Practical thermophotovoltaic generators

For use in gas-fired thermophotovoltaic systems, a selective emitter made from Yb₂O₃ foam ceramic has been developed. This foam ceramic is mechanically stable, and FTIR spectroscopy showed that 10% of the radiation power emitted by the foam can be converted by Si photocells. The thermal and thermal-shock stability of Yb₂O₃ foam ceramic was analyzed. The foam passed 200 heating/cooling cycles without major damage. Tubes were manufactured from this material and tested in a thermophotovoltaic demonstration system. An electrical power of 86 W was achieved at a thermal power of 16 kW. Using a simulation model, the potential efficiency of a thermophotovoltaic system based on our technology applied for the conversion of concentrated solar radiation was estimated.     

高性能激光诱导石墨烯压力传感器的研究

为了保证在低成本、易制备的前提下提高激光诱导石墨烯压力传感器的性能,设计了一种石墨烯压力传感器的放大结构。表征了激光诱导石墨烯压力传感器的表面结构,分析了表面多孔泡沫结构对压阻效应的影响,采用COMSOL软件对传感器放大结构的受力情况进行仿真分析,得到在外界压力下石墨烯层的受力情况。选用3D打印方法制备树脂材料放大结构基底,在低成本的同时兼顾了轻质、高精度、高机械强度等性能。测试结果表明,压强在5～20 kPa范围内时,该放大结构的灵敏度较无放大结构提高了约43%。     

Mesocellular Silica Foam as an Epoxy Polymer Reinforcing Agent

A new type of mechanically improved rubbery epoxy composite is demonstrated based on the use of a mesocellular silica foam, denoted MSU‐F, as the reinforcement agent. The silica exhibits a surface area of 540 m² g^–1, a cell size of 26.5 nm (14.9 nm window size) and a pore volume of 2.2 cm³ g^–1. Most notably, the silica foam particles readily disperse in the epoxy matrix without the need for an organic surface modifier or dispersing agent. Relative to the pristine polymer, the tensile modulus, strength, strain‐at‐break, and toughness for the mesocomposites are systematically enhanced at relatively low silica loading over the range 1–9 wt %. Moreover, all of these benefits are realized without a sacrifice in thermal stability or optical transparency of the polymer. The results demonstrate that silica in mesocellular foam form can provide polymer reinforcement far beyond the level realized for non‐porous silica or silica with small mesopores at the same weight loading.     

Thioether‐bridged Mesoporous Organosilicas: Mesophase Transformations Induced by the Bridged Organosilane Precursor

The achievement of structural control over thioether‐bridged mesoporous organosilicas is reported. The mesoporous materials have been synthesized by co‐condensation of bis[3‐(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide (TESPTS) and tetramethoxysilane (TMOS) in acetic acid/sodium acetate buffer solution (HAc–NaAc, pH 4.4), using the nonionic surfactant P123 as a template. The mesostructure of the material is mainly controlled by the molar ratio of TESPTS/TMOS in the initial gel mixture. A mesophase transformation, progressing from a highly ordered 2D hexagonal structure via a vesiclelike structure to a mesostructured cellular foam, can be clearly observed when the molar ratio of TESPTS/TMOS is increased in increments. Solid‐state NMR results show that TESPTS is not completely hydrolyzed and condensed at the applied buffer conditions. At low concentrations, the unhydrolyzed TESPTS can penetrate into the core of the surfactant micelles and change the packing parameter of the P123 surfactant. Above a certain concentration, the TESPTS can form a microemulsion with P123 surfactant molecules. Therefore, the vesiclelike structure or cellular foam structure can be synthesized by simply controlling the molar ratio of TESPTS/TMOS. This approach provides a novel method for the facile synthesis of organic–inorganic hybrid materials with a controllable mesostructure under mild synthetic conditions.     

The modification of BaCe<Subscript>0.5</Subscript>Zr<Subscript>0.3</Subscript>Y<Subscript>0.2</Subscript>O<Subscript>3–δ</Subscript> with copper oxide: Effect on the structural and transport properties

The effect of the content of CuO additive on the sinterability, phase composition, microstructure, and electrical properties of BaCe_0.5Zr_0.3Y_0.2O_3–δ proton-conducting material is studied. Ceramic samples were produced by the citrate–nitrate synthesis method with the addition of 0, 0.25, 0.5, and 1% CuO. It is shown that the relative density of the samples containing 0.5 and 1% CuO is higher than 94% at a sintering temperature of 1450°C, whereas the relative density of the material is no higher than 85% at a lower content of the sintering additive. From the data of X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy, it is established that the introduction of a small CuO content (0.25%) is inadequate for single-phase and high-dense ceramics to be formed. The conductivity and scanning electron microscopy data show that the sample with BaCe_0.5Zr_0.3Y_0.2O_3–δ + 0.5% CuO composition possesses high total and ionic conductivities as well as a high degree of microstructural stability after hydrogen reduction of the ceramics. The citrate–nitrate method modified by the introduction of a small CuO content can be recommended for the production of single-phase, gas-tight, and high-conductivity electrolytes based on both BaCeO₃ and BaZrO₃.     

制备工艺对0-3型压电复合材料的d33的影响

采用固化、热压、冷压工艺制备0-3型PZNN／PVDF压电复合材料，用准静态压电测试仪测试了压电复合材料的压电应变常数d33,通过对以上三种制备工艺的对比，结果表明：在无机和有机压电材料的体积比大于70％时，冷压工艺优于固化和热压工艺，在它们的体积比小于70％时，热压工艺优于冷压和固化工艺。