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。     

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.     

碳纤维／羰基铁粉吸波涂层

北京工业大学材料学院采用化学镀的方法在碳纤维表面镀覆了一层金属镍，将镀镍后的碳纤维与羰基铁粉混合制备吸波涂层。并对吸波涂层吸波性能进行测试。实验所用碳纤维是低温处理的聚丙烯腈基短切碳纤维，含碳量大于96％，平均直径为7μm，截面形状为近似圆形。长度为3mm，密度为1．74g／cm^3。短切碳纤维的所用羰基铁粉粉体Fe的含量≥97％，其平均粒度为4．5μm，粒径范围为1．5～7．0μm，分布不均匀，有效磁导率(μ)≥2．85。     

碳纤维/铁硅铝复合吸波材料的性能研究

通过将片状的FeSiAl磁粉与碳纤维以不同的方式复合,制备了不同吸波性能的复合吸波材料。研究表明,该FeSiAl磁粉平行于吸波片表面排列时,材料的反射率最小,吸波性能最强;FeSiAl磁粉垂直于吸波片表面排列时,材料反射率最大,吸波性能最弱。随短切碳纤维含量的增加,材料的反射率提高,并且随频率的增大,材料的反射率逐渐减小。当短碳纤维(长度≤10mm)规则排列时,反射率呈规律性变化,且段数越多,反射率越大,低频段的反射率小于高频段的反射率。     

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。     

基于超材料设计的羰基铁低频复合吸波涂层研究

为获得低频宽带吸波材料,本文采用共沉淀和原位聚合技术制备了羰基铁/CoFe₂O₄/PANI三元复合材料,并以此为介质层,借鉴超材料思想,设计了一种基于超材料结构的羰基铁复合吸波涂层,改善了低频吸波性能。分析了超材料的结构设计对羰基铁/CoFe₂O₄/PANI涂层吸波性能的影响,并对赋予超材料结构后的复合涂层的吸波机理进行了研究和讨论。通过仿真优化发现,在电阻膜方阻值为10mΩ/□和镂空十字电阻膜图案尺寸达到最佳时,在相同厚度下赋予超材料结构后的复合涂层具有比单一羰基铁涂层更宽的吸收频带以及更低的吸收频率,在3.8-6.9GHz频段内反射率均小于-10dB。研究表明,将超材料结构融入到羰基铁涂层性能改进中,能够有效提升其低频吸波性能。     

Microwave Absorbing Properties of Ni/Ferrite Mixture

采用溶胶凝胶法制备了平面六角铁氧体,并用扫描电镜 (SEM),X射线衍射仪 (XRD) 对它的形貌以及相结构进行了表征,用矢量网络分析仪 (VAZ) 研究了不同比例的Ni/铁氧体混合物的微波吸收性能。结果发现,随着混合物中的平面六角铁氧体含量增多,混合物的微波吸波吸收峰向高频方向移动,当混合物由 20%Ni + 80% 铁氧体组成时,混合物的微波吸收性能最佳。当吸波涂层厚度为 2 mm时,在12 GHz 处,最小反射率为–20 dB,小于–10 dB的带宽达到了4 GHz。当吸波涂层厚度增加时,吸收峰频率向低频移动,吸收峰值先变小,后增大。当厚度达到一定值时,混合物在 2~18 GHz 之间出现 2 个吸收峰,这对于研究宽频吸收具有重要意义。     

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。     

随机分布Fe纳米线复合材料的吸波性能

在具有纳米级孔洞的多孔氧化铝模板上,用电沉积方法制备出α-Fe纳米线有序阵列组装膜.用10%NaOH将纳米线溶液解离,并使之与树脂混合均匀,制成随机分布Fe纳米线/绝缘体复合吸波材料,并对其吸波性能进行了研究.研究结果表明:随铁纳米线体积分数的提高,随机分布的Fe纳米线/绝缘体复合吸波材料的电磁参数也随之增大;用测试电磁参数计算了不同厚度的反射率,体积分数为25%随机分布的铁纳米线/绝缘体的复合吸波材料最佳吸收厚度为1.14 mm;在9.7 GHz时,反射率达-45 dB,小于-5 dB时,反射率带宽达到9 GHz;随铁纳米线/绝缘体的复合吸波材料厚度的增加,吸收峰位向低频移动;随铁纳米线体积分数的增加,其吸收率明显增大,同时最佳吸收厚度也减小.     

新型碳系吸波涂层材料研究进展

作为解决电磁污染问题与实现装备战场隐身的有效手段,吸波涂层材料具有广泛的应用前景。碳系材料因其广泛的来源、简单的制备工艺、低密度、高导电率等优点,在吸波涂层材料领域受到国内外研究人员的高度重视。对吸波涂层材料的损耗机制进行了叙述,介绍了电阻型损耗、电介质型损耗以及磁损耗三种损耗机制中电磁波的损耗和吸收原理。综述了碳纤维、碳纳米管、石墨烯等新型碳系材料的特性及其在吸波涂层材料领域的研究现状。对碳纤维进行活化处理或使用多孔碳纤维、螺旋碳纤维等代替普通碳纤维能够有效提高其吸波性能。碳纳米管具有多种结构,其中阵列状多壁碳纳米管吸波性能最佳,采用一些具备磁损耗的材料与碳纳米管进行共混、包覆或填充处理是目前的主要研究方向。石墨烯几乎没有磁损耗,单独使用时,阻抗匹配较差,影响其吸波性能的发挥,通常将石墨烯与磁损耗型材料复合,改善材料的阻抗匹配,提高吸波效果。最后,根据碳系吸波涂层材料的研究现状,对其未来的发展方向进行了展望。     

磁性粉体包覆式核壳型复合吸波材料研究进展

近年来,随着军事隐身技术及电磁污染防治的需要,吸波材料的研究引起了越来越多的关注。传统的吸波材料,如铁氧体、金属微粉、碳材料及导电聚合物等,难以满足“薄、宽、轻、强”的综合要求,磁性粉体包覆式核壳型复合吸波材料可同时具备核层和壳层材料的性能,能表现出优异于单组分材料的良好吸波能力,近年来成为研究的热点。首先阐述了核壳结构磁性复合吸收剂的结构形式,重点综述了近年来有关磁性粉体包覆式核壳型复合吸波材料的研究成果,并进行了归纳、评述,将磁性粉体包覆式核壳型复合吸波材料分为两大类—磁-磁复合核壳型吸收剂及电-磁复合核壳型吸收剂。在此基础上,结合课题组近年来研究成果,论述了羰基铁包覆式核壳型吸收剂。最后指出了磁性粉体包覆式核壳型复合吸波材料未来研究亟待解决的问题和发展方向。     

新型涂覆型雷达吸波材料的研究进展

随着精确制导武器的改进和现代雷达探测技术的发展,雷达隐身技术已成为提高军用目标生存力和战斗力的关键技术之一,涂覆型雷达吸波材料作为一种雷达隐身技术,因其吸波效果好、工艺简单、设计难度小、成本低,在雷达隐身技术中占有重要地位.传统涂覆型雷达吸波材料主要以实现在某个较窄频段的强吸收为目标,存在频带窄、面密度大等缺点.为了满足装备的战场隐身需求,需要研究和开发具有厚度薄、面密度小、吸波频带宽和吸波能力强(薄、轻、宽、强)的新型涂覆型雷达吸波材料,因此对新型涂覆型雷达吸波材料的研究成为当前国内外的一个热点,了解和掌握它的研究进展对下一步的研究具有重要指导意义.根据雷达隐身技术的作用机理和雷达吸波材料隐身原理,总结了雷达隐身的主要手段,详细分析和阐述了纳米吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、手征吸波材料、导电高聚物吸波材料四种新型涂覆型雷达吸波材料的国内外研究现状,最后对新型涂覆型雷达吸波材料的发展进行了展望.     

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。     

环氧基复合吸波涂层的制备与性能研究

目的 制备综合吸波性能良好的复合吸波涂层.方法 选择炭黑和羰基铁粉进行机械混合,作为吸波剂加入到环氧树脂中进行吸波材料制备,利用扫描电子显微镜对炭黑和羰基铁粉分别进行微观形貌的观察.利用矢量网络分析仪在2～18 GHz内测试其电磁性能,研究炭黑和羰基铁粉含量及涂层厚度对吸波性能的影响规律.结果 通过观察微观形貌发现,炭...     

橡胶基复合吸波贴片的电磁性能研究

制备了一系列炭黑/羰基铁/硅橡胶复合吸波材料,研究了炭黑含量对羰基铁/硅橡胶电磁性能的变化规律.用同轴线法测试了炭黑和羰基铁在2～18 GHz的电磁参数.对复合材料的导电性能、吸波性能及屏蔽性能进行了测试,对其各项性能的变化规律进行了总结.研究发现,在羰基铁与硅橡胶质量比固定在50:100(即50 phr)时,随着炭黑含量的增加,各项性能都呈现出增强的趋势,但当炭黑质量与硅橡胶的质量比达到70:100后(即70 phr),再增加炭黑的加入量,各项性能几乎没有改变.另还对导电、吸波以及屏蔽性能的关系进行了分析.     

不锈钢纤维吸波性能研究

以集束拉拔制备的302，304和316L 3个牌号、不同丝径奥氏体不锈钢纤维为对象，采用Agilent8722ES矢量网络分析仪，测量了它们的复数电导率和复数磁导率的微波频响特性曲线。实验结果表明，不锈钢纤维的微波磁导率（μ′，μ″）随纤维直径的减小而增大。2μm的304不锈钢纤维的复数磁导率μ″在2GHz处达到2．2。302不锈钢纤维吸波性能明显优于等径的316L和304不锈钢纤维。302不锈钢纤维在2～18GHz频率范围内符合吸收剂频谱响应特性要求。     

掺杂碳化硅对纳米炭黑导电和吸波性能的影响

在纳米炭黑中添加微米碳化硅制备了一种新型的复合吸收剂,并进行形貌表征、导电性能和微波吸收性能的测试.测试结果表明:加入碳化硅使得炭黑/环氧树脂复合涂层体电阻率和渗流阈值降低;炭黑含量较小时,加入碳化硅能有效提高涂层的反射衰减率.在5%(质量分数,后同)的炭黑中添加50%的碳化硅制备厚度为2 mm的涂层,反射衰减率在7.5～13.5 GHz宽频范围内均优于-10 dB,吸收峰最大值达-40 dB.     

磁性吸波材料的研究进展

简单阐述了吸波材料的吸波原理及各类吸波材料的特点和应用,重点介绍了铁氧体、磁性金属微粉及多晶铁纤维、纳米磁性吸波材料等的性质、吸波性能及改进其吸波性能的方法。指出目前研制的磁性吸波材料还存在频带窄、密度大、性能低等缺点,并针对此提出了进一步研究的方向。