水泥基材料隐身性能改性试验与数值模拟

以水泥为基体,添加硅灰和粉煤灰、石墨和碳纤维、纳米TiO2和钢纤维为吸波剂的试样,对8～18GHz频段内的隐身性能进行了试验分析,结果表明,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隐身性能,石墨和碳纤维与水泥复合制成的吸波材料的隐身性较差,掺合材对水泥基材料吸波性能的影响必须综合考虑,并不是越多越好,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.在设计时对试件实验数据进行计算机模拟仿真,得到水泥基复合吸波材料,材料的电导率、复介电常数、复磁导率、介质损耗角正切等是评价吸波材料的主要参数.当掺合材作为复合吸波剂应用时,两种材料的介电损耗共同发挥衰减作用,可以明显提高试件的吸波性能,而且可以拓宽频段,比单一吸波剂的添加有着明显的优势.     

含EPS和炭黑的水泥基吸波材料研究

在改进聚苯乙烯颗粒(EPS)水泥基吸波材料配比和制备工艺的基础上,对其电磁波吸收性能进行了试验研究.当EPS掺量分别为48Vol.%和60Vol.%时,EPS水泥基吸波材料的反射率在8~18GHz全频段内均低于-12dB,反射率最小值为-25dB.EPS水泥吸波材料为闭孔蜂窝结构且是一种透波材料,在水泥基体中形成电磁波吸收截面和散射截面,导致电磁波的能量损失.在水泥基体中掺入1.0%的炭黑可提高材料的吸波性能,炭黑水泥基吸波材料本身是一种电损耗介质,EPS颗粒和炭黑的共同作用使得吸波性能提高.     

基于超材料的双频吸波器设计研究

设计了一种基于超材料的双频吸波器,由介质基板和上下两层金属组成。介质基板采用厚度为0.3 mm的高频PCB(印刷电路板):Rogers RT5880(相对介电常数εr=2.2,损耗角正切tanδ=0.0009),金属层厚度0.017 mm,材质铜(电导率σ=5.8×107s/m)。顶层金属为超材料单元胞,由开口金属方环结合十字缝隙组成,底层为全覆盖金属底板。利用HFSS软件进行了电磁仿真,在超材料结构表面施加垂直入射正弦平面波激励。仿真结果表明,其对垂直入射的6.2GHz、9.9 GHz的平面电磁波吸收率分别为80.07%和98.27%。该吸波器可作为基于PCB芯片间无线互连系统的吸波层,防止电磁辐射。     

聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的电老化性能

通过试验分析了未老化和老化后纯聚乙烯和不同的聚乙烯/蒙脱土复合材料的绝缘电阻率vρ、介质损耗角正切tanδ以及击穿场强EB的性能.结果表明:聚乙烯/蒙脱土复合材料试样的tanδ温度关系与极性电介质的损耗特性相似,且试样绝缘电阻率于50~60℃温度范围内明显高于LDPE值.在电老化之前后,加入相容剂材料试样的击穿场强比LDPE试样约分别高7%、18%.热激电流(TSC)试验中,发现聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料试样的松弛时间分布展宽,峰值增高.这是由于复合材料中引入的更多陷阱能级,调制了载流子浓度和迁移率,改善了材料的耐电老化性能.     

氧化剂种类和浓度对聚苯胺/锦纶复合材料吸波性能的影响

采用原位聚合法以锦纶织物为基布,以苯胺为单体,制备具有良好吸波性能的柔性聚苯胺/锦纶复合材料。首先探讨了氧化剂种类、氧化剂浓度对复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切的影响。其次对复合材料进行了红外光谱、扫描电镜等测试,最后研究了其强力、吸湿速率、牢度等服用性能。结果表明:氧化剂种类、氧化剂浓度对聚苯胺/锦纶复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切,表面电阻影响较大。制备的聚苯胺/锦纶复合材料既具备良好的吸波性能,又兼具良好的润湿性、强力、牢度,为最终开发出较为实用的吸波材料奠定了基础。     

反应温度对聚吡咯/玻璃纤维复合吸波材料的介电常数和电导率的影响

研究了温度对聚吡咯/玻璃纤维复合吸波材料的介电常数和电导率的影响。结果表明:聚吡咯/玻璃纤维复合吸波材料的介电常数实部和损耗角正切受温度影响较小。在30℃时,制备的聚吡咯/玻璃纤维复合吸波材料的介电常数虚部较大。     

电导率对纳米磁性金属膜微波吸收性能的影响

基于纳米金属膜电导率和介电性的理论基础,采用0．05—5GHz宽频带扫频测量所得的复磁导率,计算分析电导率对具有不同微波磁谱特性的纳米磁性金属膜吸波性能的影响。研究结果表明：具有较高磁导率的纳米磁性膜,当其电导率低于100S／m时,该薄膜材料在微米级厚度时就具有良好的吸波性能,即在0．05—5GHz的宽频段反射率小于-4dB;降低薄膜电导率可以显著改善薄膜吸波材料的电磁匹配性能,从而提高其吸波性能。     

泡沫吸波材料结构对吸波性能的影响

为了研究吸波材料结构与吸波性能的关系,以无机泡沫吸波材料作为基体,采用多层复合研究阻抗匹配特性对吸波性能的影响,当材料为"透波层/吸收层"的2层复合结构时,在2.0~18.0 GHz频段反射率均小于-10.0dB,且于12.7 GHz处出现最大衰减峰为-21.5 dB.采用角锥和锥台处理研究材料表面构造对吸波性能的影响,结果表明:表面处理可以明显提高材料吸波性能,且角锥处理优于锥台处理.5×5阵列角锥的有效吸收带宽(反射率小于-10.0 dB)为15.3 GHz,反射率在9.4 GHz处到达最小值为-43.4 dB;8×8阵列角锥的有效吸收带宽(反射率小于-10.0 dB)为18.0 GHz,平均反射率达-34.5 dB.     

磁介质吸波剂／多孔金属材料吸波性能

为了研究磁介质吸波剂／多孔金属材料吸波性能,在泡沫铝合金表面涂覆了Ni—Zn铁氧体（CFe）、羰基镍粉（CNi）以及二者的复合粉,利用GJB2038-94“雷达吸波材料反射率测试方法”中的雷达截面（ReS）法对该材料的微波反射率进行了测量．结果表明,在12～18GHz频段内,复合磁介质吸波剂／泡沫铝材料吸波性能介于单一吸波剂样品CFe与CNi之间;在26．5～40GHz频段内,羰基镍质量分数为40％的泡沫铝复合材料吸波性能最好,当其质量分数大于40％时,材料吸波性能逐渐降低．因此,在泡沫铝合金表面涂覆适当比例的Ni—Zn铁氧体与羰基镍复合粉,可以进一步改善材料的吸波性能．     

铁氧体/铁粉混合材料的电磁吸波性能

以铁氧体、铁粉作为吸收剂制备多种电磁吸波涂料,测试与分析所得电磁吸波涂料的电导率、电磁参数及吸波性能。结果表明随着铁粉掺量的增加,所得电磁吸波涂料的电导率增加,在中高频区介电损耗和磁损耗均有所提高;铁粉与铁氧体的质量比为2：8时吸波涂层的吸波性能最好;反射率损耗〈-10.0 dB时的有效吸收频段在中低频区,有效带宽达4.5 GHz,最大吸收率为-16.63 dB。