吸收剂形状对雷达吸波材料性能的影响研究

以片状铁、针状多晶铁纤维、球形羰基铁粉吸收剂为原材料分析探讨了磁性吸收剂形状对其微波电磁参数的影响。结果表明，2GHz时磁导率实部最大的为片状，其次是针状，最小的为球形吸收剂，片状铁吸收剂磁导率实部在2GHz时可达4．65，磁导率虚部2～18GHz均高于多晶铁纤维和羰基铁粉。模拟其吸波性能发现片状铁吸收剂吸波性能在2～9．6GHz优于多晶铁纤维和羰基铁粉，可用于提高吸波材料的低频吸波性能。     

吸波材料的研究进展

综述了目前国内外吸波材料的研究动态,介绍了传统吸波材料以及新型吸波材料,如铁氧体吸波材料、碳纤维结构吸波材料、纳米吸波材料、手性吸波材料,多晶铁纤维吸波材料,导电高聚物吸波材料,雷达红外兼容吸波材料的研究状况.     

纤维吸波材料研究进展

吸波材料的吸波性能是影响雷达隐身的关键因素,对军用和民用都有重要意义。纤维以其独特的结构与电磁性能,备受吸波材料研究者的关注。综述了碳纤维吸波材料、碳化硅纤维吸波材料以及多晶铁纤维吸波材料的研究现状和吸波机理,并对新型纤维吸波材料如碳纳米管、竹炭纤维在吸波领域的应用进行阐述,展望了纤维吸波材料未来的发展趋势。     

LDPE-Ni/多晶铁纤维电磁屏蔽包装材料研究

为制备一种性能优良,使用方便的电磁屏蔽包装材料,用多晶铁纤维和镍粉作为导电填料,填加到LDPE中,制备成了LDPE-Ni/多晶铁纤维电磁屏蔽材料.研究发现,该材料的屏蔽效能值为20dB;"渗滤阈值"为20%～25%;由于多晶铁纤维的复合磁损耗机理,材料的具有一定的吸波功能;当多晶铁纤维和镍粉的含量为18%时,复合材料达到最大拉伸强度12.5MPa,而其断裂伸长率呈下降趋势.     

新型吸波材料的研究进展

吸波材料的研究对军用和民用都具有非常重要的意义.综述了新型碳纤维、碳化硅纤维、碳化硅/碳纤维、多晶铁纤维吸波材料、碳纳米管、纳米铁吸波材料和导电高分子吸波材料的研究状况.其中,纤维型吸波材料具有轻质高强的特点,已逐渐被当作结构材料研究和应用;纳米吸波材料在许多方面具有不同于传统材料的优异性能,具有宽频带、兼容性好、质量轻的特点;导电高分子吸波材料具有较强的可设计性和较低的密度,使得其成为一类具有较大发展潜力的新型吸波材料.但导电高分子吸波材料中填料含量过高、掺杂剂稳定性差、结构均匀性差、加工工艺复杂等却是亟需解决的问题.     

碳/氧化铝/二氧化硅涂层的介电和吸波性能研究

研究了炭黑或碳纤维填充氧化铝/二氧化硅吸波涂层在X波段范围的介电和吸波性能. 结果表明: 吸波涂层的复介电常数随着炭黑或碳纤维含量的增加而增大. 当吸收剂含量相同时, 填充碳纤维的吸波涂层比填充炭黑的吸波涂层具有更大的复介电常数. 当吸收剂含量大于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: 吸波涂层的最大吸收峰随涂层厚度的增大向低频移动, 当涂层中炭黑含量为2wt%、厚度为1.8 mm时, 吸波涂层在9.2~12.4 GHz范围内反射率小于-10 dB, 具有较好的吸波效果.     

吸波材料的研究现状与进展

吸波材料是一种重要的军用隐身材料，本文从主要吸波材料在军事领域应用出发，介绍了吸波材料的工作原理，分别论述了铁氧体吸波材料、金属微粉吸波材料、导电高聚物吸波材料、多晶铁纤维吸波材料及纳米吸波材料的研究现状和发展趋势，较为详细的介绍了高温吸波材料的性质和在吸波方面的机理、应用，并对其他新型吸波材料的研究现状也有论述。最后对吸波材料的应用前景进行了展望。     

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.     

碳包覆铁/丙烯酸树脂水性纳米复合涂料的制备及电磁波吸收性能

以"壳/核"型碳包覆铁(Fe(C))纳米颗粒为填料、水性丙烯酸树脂为基体,制备了纳米复合电磁波吸收涂料.采用不同含量的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米颗粒改性,提高了纳米颗粒在基体中的分散性.选用吸收剂填充量为25%(质量分数)的涂料,测定了不同厚度涂层的电磁波吸波性能.涂层具有很好的吸波性能,当厚度为5mm时,反射损耗峰值为-17.2dB,吸收带宽为3.2GHz(7～10.2GHz).首次用实验结果证明了传输线理论对铁磁性纳米颗粒吸波性能的模拟结果.     

羧基铁和FeSiAl共混制备宽频吸波材料

为提高材料在低频段(1～4GHz)下的吸波性能和拓宽吸波频带,选择羧基铁和FeSiAl颖粒作为吸收剂、石蜡作为粘结剂制作吸波材料,采用矢量网络分析仪测试材料的电磁参数,并在给定厚度(0.5和1mm)下分析吸波材料的吸波性能.随着质量添加比的增加,两类材料的介电常数和磁导率均升高,添加比相同下含FeSiAl颗粒吸波材料在...     

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。     

Electromagnetic and absorption properties of carbonyl iron/rubber radar absorbing materials

We measured the effective complex magnetic permeability /spl mu//sub eff//sup */ and dielectric permittivity /spl epsiv//sub eff//sup */ spectra in rubber radar absorbing material (RAM) with various carbonyl iron volume fractions by using the transmission/reflection method with a vector network analyzer. We studied the effects of carbonyl iron content and rubber thickness on the microwave absorption properties in the frequency range of 2.6 to 18 GHz. Our mathematical analysis is based on electromagnetic theory. The results indicate that the effective complex magnetic permeability and dielectric permittivity values of the RAM increase as the carbonyl iron volume fraction increases. For sample thickness of 3.0 mm, an increase in carbonyl iron content reduces the minimum reflection loss from -1.3 to -23.9 dB and shifts the frequency of the minimum reflection loss from 15.5 to 3.5 GHz. For an equal volume fraction of carbonyl iron, the frequency of the minimum reflection loss decreases as the thickness is increased. However, the dip in the reflection loss plot (in decibels) initially decreases to a minimum value before it increases with a further increase in thickness. We determined the value of the reflection loss for the samples by the impedance matching degree (reflection coefficient), which depends on the thickness and composition of the RAM.     

A carbonyl iron/carbon fiber material for electromagnetic wave absorption

A carbonyl iron/carbon fiber material consisting of carbon fibers grown on micrometer-sized carbonyl iron sphere, was synthesized by chemical vapor deposition using a mixture of C2H2 and H2. The hollow-core carbon fibers (outer diameter: 140 nm and inner diameter: 40 nm) were composed of well-ordered graphene layers which were almost parallel to the long axis of the fibers. A composite (2 mm thick) consisting of the carbonyl iron/carbon fibers and epoxy resin demonstrated excellent electromagnetic (EM) wave absorption. Minimum reflection losses of -36 dB (99.95% of EM wave absorption) at 7.6 GHz and -32 dB (99.92% of EM wave absorption) at 34.1 GHz were achieved. The well-dispersed and network-like carbon fibers in the resin matrix affected the dielectric loss of the EM wave while the carbonyl iron affected the magnetic loss.     

SiO_2包覆羰基铁的微波吸收性能研究

以硅溶胶为前驱体,快速制备出SiO2包覆羰基铁吸收剂,研究了SiO2包覆对其热性能、电磁和吸波性能的影响。热分析结果表明,SiO2包覆羰基铁的抗氧化性能显著提高。与未包覆羰基铁相比,SiO2包覆羰基铁的介电常数和磁导率都有所下降。反射率结果表明,包覆后羰基铁在X波段内具有较好的吸波效果,当包覆后羰基铁质量分数为70%、涂层厚度为1.8mm时,涂层在8.2～12.4GHz频率范围内的反射率均小于-10dB。     

纳米多晶铁纤维中试技术研究

对无磁场引导下的羰基铁气相热分解制备纳米量级多晶铁纤维的技术进行了中试放大，研究了铁纤维的生长模式、各种工艺条件对铁纤维性能与制备量的影响，确定了最佳制备条件。     

羰基铁/ 导电聚苯胺微管复合材料的电磁性能

采用原位掺杂的方法合成了聚苯胺微管, 将具有介电损耗性能的高分子材料聚苯胺微管与具有磁损耗性能的无机材料羰基铁复合, 并采用波导法研究了复合材料在8.2～12.4 GHz 频段内的电磁参数。结果表明, 在羰基铁/ 聚苯胺复合材料与石蜡的质量比为1 ∶1 的情况下, 通过复合, 可以调节电磁参数, 提高材料的吸波性能。      

多元助剂改性羰基铁粉雷达波低频吸波性能研究

采用三种处理剂对羰基铁粉样品进行表面复合改性,研究了多元助剂对羰基铁粉样品表面改性后的微观结构及电磁参量的影响。结果表明,多元助剂的使用使羰基铁粉表面形成了一层致密的有机绝缘薄膜,能有效降低羰基铁粉的复介电常数,增加复磁导率虚部,提高吸波材料的电磁匹配性能,改善吸收剂的低频吸收效果。根据传输线理论计算吸波材料的反射损耗(Reflection loss,RL),在厚度为2mm时,三元助剂改性羰基铁粉的反射损耗峰值在2GHz附近达到-15dB,在RL-10dB的有效吸收频宽为1GHz(1.6~2.6GHz),具有较好的雷达波低频吸波性能。     

以中空多孔碳纤维为主体的轻质吸波材料吸波性能研究

根据阻抗匹配原理和电磁波传播规律,以中空多孔聚丙烯腈(PAN)碳纤维为主要吸收剂,分别添加以炭黑、碳纤维和羰基铁粉为吸收剂的匹配层,制备了双层轻质雷达吸波材料,并考察了其吸波性能.结果表明,双层结构设计和不同吸收剂的复合对提高材料的吸波性能起着重要的作用.以羰基铁粉作吸收剂的匹配层比以炭黑和碳纤维作吸收剂的匹配层对提高以中空多孔碳纤维吸波材料的吸波性能更为显著.所制备的材料在厚度为2.90mm,密度为1.28g/cm³时,在4~18GHz频率范围内反射率≤-8dB的带宽为11.42GHz,反射率≤-10dB的带宽为10.90GHz.     

Electrical resistivity prediction of dry carbon fiber media as a function of thickness and fiber volume fraction combining empirical and analytical formulas

The transverse electrical resistivity of the dry unidirectional carbon fiber preforms was studied experimentally taking into consideration various parameters. The dependency of the electrical resistivity transverse to the fibers was thoroughly experimentally studied as a function of the preform thickness and the fiber volume fraction. Empirical mathematical relations were extracted and combined with a non-linear compaction semi-analytical formula. The extracted formula consolidates the compressibility of the preform material, the preform thickness and the fiber volume fraction or the applied pressure in order to calculate the electrical resistivity of the unidirectional preform material transverse to the fibers. Two electrical resistance measurements, at two different thicknesses and two electrical resistance measurements, at two different pressure levels, are necessary to obtained, in order to predict the full range of the electrical resistivity values of the preform material transverse to the fibers as a function of thickness and fiber volume fraction. Very good agreement between the proposed formulas and the experiments has been obtained.