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。     

结构吸波复合材料的吸波性能

本文制备了以石墨粉为添加剂的结构吸波复合材料,研究了吸波剂含量和材料厚度对材料吸波性能的影响并分析了其相关机理。结果表明:随着石墨粉含量、材料厚度的增加,复合材料的最大吸收峰均向低频方向移动,实验试样中最大反射率可达-16.8dB,有效带宽约3GHz,具有一定的工程实用价值。复合材料的吸波性能与石墨粉含量、材料厚度密切相关,含量、厚度引起材料的电磁参数发生改变,进而导致吸波性能发生变化,电磁参数与吸波性能的规律有待进一步深入探讨。     

铁氧体/石墨复合吸波涂层的微波吸收性能

本文将固相法制备的磁损耗型Ba0.9Sm0.1Co2Fe16O27铁氧体与电损耗型石墨相结合,通过测试两者的电磁参数,采用YRcomputor软件模拟计算了双层复合吸波涂层的反射率。结果表明：铁氧体/石墨复合吸波涂层在2～8 GHz频段有较好的吸波性能;其中,下层为含量80 wt%的Ba0.9Sm0.1Co2Fe16O27,厚度1.5 mm,上层为10 wt%的石墨,厚度1.5 mm时,该复合涂层表现出优良的微波吸收特性,反射率损耗RL〈-10 dB时,带宽约为3 GHz（3.5～6.5 GHz）,最大吸收值约为-27 dB。     

化学共沉淀法制备的纳米Ni0.5Zn0.5CexFe2-xO4铁氧体微波吸收特性研究

采用化学共沉淀法制备了纳米Ni0.5Zn0.5CexFe2-xO4(x=0,0.005,0.01,0.015)铁氧体吸波材料,用AV3618型微波矢量网络分析仪测试了样品在8.2～12.5GHz范围内的微波吸收特性,实验结果表明:稀土元素铈的含量影响材料的吸波性能,当x=0.01时, 纳米Ni0.5Zn0.5CexFe2-xO4铁氧体的吸波性能最佳.对于Ni0.5Zn0.5Ce0.01Fe1.99O4铁氧体吸波材料,当涂层厚度为1mm时,在测试频段内有三个吸收峰,在8.8GHz处,其最大吸收衰减量为15.4dB,10 dB以上带宽达3.8GHz,适量掺杂稀土元素铈是提高镍锌铁氧体吸波材料性能的一种有效途径.     

多壁碳纳米管/环氧有机硅树脂吸波涂层的介电和吸波性能研究

研究了不同直径和含量多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层在2~18GHz频率范围内的介电和吸波性能.可以得到吸波涂层的介电常数随着碳纳米管含量的增加而增大.当碳纳米管含量相同时,吸波涂层介电常数随着碳纳米管直径的增加而增大.当碳纳米管含量大于5wt%时,吸波涂层的介电常数在低频急剧增加,且随频率增大而减少,出现频散效应.反射率测试结果表明:当涂层中多壁碳纳米管含量为10wt%、厚度为2mm时,吸波涂层的最大吸收峰随碳纳米管直径的增大向低频移动.多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层的吸波性能在7~14GHz范围内可达到-10dB,具有较好的吸波效果.     

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.     

基于遗传算法的介电梯度碳纳米管/环氧树脂吸波材料优化设计

将碳纳米管吸波剂超声分散到环氧树脂中,制备了碳纳米管/环氧树脂吸波材料。采用同轴法测试了2%、5%、9%(质量分数)碳纳米管/环氧树脂吸波材料电磁参数。随碳纳米管含量的增加,吸波材料的复介电常数不断增大。遗传算法优化设计的介电梯度碳纳米管/环氧树脂吸波材料最优结构为双层5%、9%(质量分数)碳纳米管/环氧树脂复合材料,其厚度分别为0.5146、1.3255mm,多层吸波材料反射率-5dB频带宽最大,为8.48GHz。     

生物型吸波微粒的制备

电磁波吸收微粒对于电磁防护和雷达波的吸收起着关键的作用.采用微生物作为模板,通过溶胶-凝胶处理,在微生物表面包覆了一层Fe3O4,制备了相应的生物吸波微粒,研究了产物的形貌、成份、微波磁参数.实验表明生物吸波微粒表面形成厚度<3μm的尖晶石型铁氧体Fe3O4.包覆铁氧体的螺旋形生物吸波微粒性能良好.采用硅橡胶作为粘结剂制备了1.2mm厚的参杂螺旋形生物吸波微粒的涂层,结果显示该涂层在10～16GHz内反射损失>-10dB.     

铁氧体Ba(Zn_(1-x)Co_x)_2Fe_(16)O_(27)/环氧树脂复合材料吸波性能

采用化学共沉+高温助熔工艺制备了铁氧体Ba(Zn(1-x)Cox)2Fe16O27粉体,然后用模压法制备了铁氧体粉体/环氧树脂复合材料板,采用同轴电缆法测定了复合材料的电磁参数。研究表明,随着铁氧体中Co含量增加,铁氧体主相由BaZn2Fe16O27转变成Ba-Co2Fe16O27,材料磁损耗逐渐加强,复合材料与空气的电磁匹配特性在频率低于12GHz时较好。然后将M-玻璃纤维/环氧树脂复合材料置于铁氧体粉体/环氧树脂复合材料前端组合成多层复合材料结构,复合材料板与空气的电磁匹配性能和吸波性能都有很大提高。数据如下:当复合材料结构中x=0.75铁氧体吸波层厚度为2.0mm,结构总厚度5.3mm时,复合结构反射系数R的绝对值在2～8GHz时4dB、在8～18GHz时10dB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。     

多壁碳纳米管复合材料在8 mm波段的吸波性能

将相同厚度不同碳纳米管含量, 以及不同厚度相同碳纳米管含量的多壁碳纳米管加入玻璃纤维增强复合材料中, 并研究了其在26. 5～40. 0 GHz 频段的吸波性能。结果发现, 多壁碳纳米管具有吸波性能, 而且吸波性能随着多壁碳纳米管含量的增加而提高。多壁碳纳米管/ 玻璃纤维/ 环氧树脂复合材料层板在26. 5～40. 0 GHz频段表现出较好的吸收效果, 其吸波性在于碳纳米管本身具有吸波性能, 此外还与吸波材料的谐振吸波原理有关。通过对该复合材料的电磁参数的测定并计算, 证明实验结果与吸波原理相符合。      

石墨烯-羰基铁粉线材的制备及其吸波性能分析

为了提高单一磁性吸波材料的吸波性能,以聚乳酸(PLA)作为基体材料,将磁性材料羰基铁粉(CIP)与石墨烯(RGO)进行复合,制备RGO-CIP/PLA复合材料。通过TG、XRD等多种测试手段对复合材料的结构、形貌等进行表征。同时使用矢量网络分析仪对复合材料的电磁参数进行测试,计算出不同厚度的吸波性能,研究了RGO的添加量对RGO-CIP/PLA复合材料的吸波性能影响。结果表明：当RGO质量分数为4wt%,CIP质量分数为20wt%时,RGO-CIP/PLA复合材料吸波性能最优;吸收厚度为3 mm时,达到了-27.25 dB最小的R_L值,同时其吸收带宽为2.922 GHz (7.227～10.149 GHz)。同时,随着其吸收厚度的增加,有效吸收带宽(R_L<-10 dB)会移动至较低的频带。     

磁性纳米洋葱碳基复合材料的制备及其吸波性能

采用化学气相沉积法制备了磁性纳米洋葱碳(MCNOs)和多壁纳米碳管(MWCNTs),超声喷雾造粒后制备得到MCNO/MWCNT复合吸波材料。通过XRD、SEM、TEM、Raman及VSM等手段表征所制材料的结构和磁性能,并采用微波矢量网络分析仪对材料的电磁参数进行测试。分别研究了MCNOs、MWCNTs及MCNO/MWCN三者的吸波性能,并探讨了其吸波机理。结果表明,相较于MCNOs和MWCNTs,同等条件下二者复合后在2～18 GHz频率范围内的吸波性能显著提高。微波吸收峰随材料涂层厚度的增加向低频方向移动,当涂层厚度为3.5 mm时,最大峰值可以达到-25.6 dB,在-10 dB以上有效带宽达到2.2 GHz;基于微波介电损耗机制,分析了不同材料在2～18 GHz频率范围内的电磁性能。     

基于超材料设计的钡铁氧体吸波涂层研究

本工作设计了一种基于超材料结构的钡铁氧体吸波涂层,分析了超材料的结构设计对钡铁氧体涂层吸波性能的影响,并对涂层的吸波机理进行了研究和讨论。通过仿真发现,钡铁氧体涂层经超材料设计改进后,吸波性能得到大幅增强,改进后的钡铁氧体涂层存在最佳的匹配厚度2.5mm和电阻膜方块电阻值70Ω/,此时涂层的吸收带宽最大,并存在两个吸收峰,在8～18GHz频段内反射损耗都小于-10dB。钡铁氧体通过超材料设计改进后,吸波性能得到极大改善。     

Ni/RGO复合材料的制备及其吸波性能的研究

利用水热还原法在石墨烯(RGO)表面负载磁性金属Ni粒子,通过XRD、FT-IR、拉曼、SEM对其物相、形貌等进行表征分析。结果表明,通过水热原位还原法,直径约100nm的Ni粒子被均匀负载到RGO表面,成功制备了镍负载石墨烯(Ni/RGO)复合材料。利用矢量网络分析仪对其吸波性能进行检测,结果表明,样品1(0.25mmolNi负载RGO)表现出了优异的吸波性能,在吸波涂层厚度为4.5mm,吸波频率为7.2GHz时,最佳反射损耗为-55.9dB,其有效吸波宽度为5.8~9.2GHz。Ni/RGO复合材料是一种很有前途的具有低密度、强吸收、宽频带、厚度薄的微波吸收材料。     

羰基铁/环氧有机硅树脂涂层的吸波性能和力学性能研究

采用羰基铁为吸收荆、环氧改性有机硅树脂为基体,制备了羰基铁/树脂基涂层,研究了羰基铁用量对吸波涂层的电磁和力学性能的影响.结果表明,羰基铁经过润湿分散剂处理后,粉体与树脂间的相容性得到改善,从而提高了界面结合力,因此吸波涂层整体的力学性能得到了提高.当羰基铁含量为70%(质量分数,下同)时,复合材料的附着力为22.16MPa,冲击强度大于或等于50kg·cm.采用同轴法测试了涂层材料在2～18GHz频段内的电磁参数,并对羰基铁/环氧有机硅树脂基涂层的反射系数进行了测试,结果表明,吸波涂层的最大吸收峰随吸收剂含量的增加向低频移动.涂层厚度为2mm时,羰基铁含量为65%,涂层的最大反射率在5.12GHz时达到-32.25dB;羰基铁含量为75%,在频率为3.53GHz时材料的反射率达到最大值-36.02dB.     

结构吸波复合材料透波层的研究

采用弓形法测试反射率,研究透波层的厚度、材质对结构吸波复合材料电磁性能的影响。结果显示,在4~18GHz范围内,厚度对其吸波性能具有显著影响,厚度分别为0.25、0.50和1.25mm的透波层,其结构吸波复合材料的最大吸收峰分别为-37.03,-33.45和-33.22dB;随厚度的增加,吸收峰的位置随向低频段显著漂移,-10dB的有效吸收带宽也显著变窄,分别为11.5,11和6.5GHz;与厚度相比,材质对结构吸波复合材料电磁性能影响较小。     

碳纳米管在聚合物基吸波隐身复合材料上的应用

针对新一代吸波隐身材料要求吸收强、宽频带、质量轻、厚度薄、功能多、红外微波吸收兼容以及具有优良的其他综合性能的要求,利用碳纳米管(CNTs)特殊的电磁吸波特性,以及聚合物优良的材料性能,研究开发碳纳米管聚合物基复合吸波功能材料是实现该技术的有效途径.从吸波材料的隐身机理出发,阐述了碳纳米管的电磁吸波特性,着重介绍了碳纳米管聚合物基吸波隐身复合材料的最新研究进展,并提出了该类材料今后发展着重应解决的技术问题.     

纳米FeNi粉体的吸波性能研究

利用液相还原法制备了纳米FeNi粉体。利用XRD和SEM分别对FeNi粉体的物相、形貌进行了分析,并通过矢量网络分析仪,利用同轴方法对FeNi粉体/固体石蜡复合材料进行了电磁参数的测定。研究表明,制备出的铁镍复合粉体主要成分为FeNi;FeNi粉体为球形,直径约为100 nm,分布均匀。利用实验所得到的数据模拟了FeNi复合材料不同厚度涂层的吸波性能,当涂层厚度为2 mm时,复合材料的吸收峰值R达到-6.25 d B,小于-4 dB带宽从13.24~16.47GHz;在2~18 GHz频率范围内,当涂层厚度为4 mm时,FeNi粉体/固体石蜡复合材料出现了两个吸收峰,其值都小于-4.5 dB。     

熔融沉积成形锰锌铁氧体/聚乳酸复合材料的力学和吸波性能

3D打印技术在快速制造复杂形状零件方面获得了越来越多的关注。将锰锌铁氧体(MZF)作为增强体填充到聚乳酸(PLA)中，通过球磨混合和熔融挤出法制备出MZF/PLA复合线材，利用熔融沉积成形(FDM)制备出MZF/PLA复合材料。采用XRD、 SEM和矢量网络分析仪对不同复合比例的MZF/PLA复合材料的微观形貌、力学性能和电磁性能进行表征，并计算不同厚度的反射损耗，研究MZF的含量对复合材料吸波性能的影响。结果表明：当MZF含量为10wt%时，MZF/PLA复合材料的拉伸强度相比纯PLA提升了17.6%，随着MZF含量的提升，复合材料的吸波性能随之增强。当MZF的含量达到50wt%，在12.7 GHz处，厚度为7.4 mm时反射率达到最小值-55.3 dB，在厚度为7.9 mm时，有效吸波频带宽为4.5 GHz。因此，基于FDM制备的3D打印MZF/PLA复合材料具有良好的吸波性能和承载能力，是一种非常有前途的3D打印微波吸收材料。