以MnO2纳米棒为自反应模板通过一锅法制备PPy/Fe3O4复合材料及其吸波性能研究

以MnO_2为自反应模板,采用一锅法制备了PPy/Fe_3O_4复合材料,对比研究了MnO_2及PPy/Fe_3O_4复合材料的吸波性能。用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶-红外光谱仪(FT-IR)和矢量网络分析仪(VNA)等分析测试手段对材料进行了微观形貌观测、结构表征、电磁参数测试以及吸波性能评估。结果表明:PPy/Fe_3O_4复合材料在厚度为5.0 mm、频率为6.9 GHz处反射损耗(RL)达到最佳反射损耗-39.5 dB,有效频宽为3.0 GHz。     

钡铁氧体-MCNT/PPY复合物的制备及性能研究

用溶胶凝胶法与自蔓延烧结法相结合制得钡铁氧体BaFe12O19,在碳纳米管(MCNT)中掺杂铁氧体获得具有一定吸波性能的磁性碳纳米管材料,并分别掺杂碳纳米管占吡咯单体百分含量的5%、10%、15%,通过电导率等测试研究不同吡咯单体含量对复合材料导电性的影响。最终得到的复合材料性能良好,电导率在10-8~103之间。     

片状FeCoZr合金吸收剂吸波性能的正交实验

采用气雾化和机械球磨结合的方法制备片状FeCoZr合金磁粉吸收剂,利用正交实验综合研究了球磨时间、吸收剂粒径和含量对吸波材料在2～18GHz内吸波性能的影响。结果表明:在设计范围内,各因素对吸波材料反射损耗的影响顺序从大到小为:球磨时间、粒径和质量分数;获得的最佳工艺条件:球磨时间为15h、吸收剂粒径小于48μm及其质量分数为75%,从而实现了对吸波材料性能的优化设计。     

红外隐身涂层的制备及其与雷达吸波涂料的兼容性研究

采用双层涂覆的方法制备了雷达.红外隐身兼容涂层,研究了红外隐身涂层的填料种类、含量以及涂层厚度对雷达隐身涂层吸波性能的影响,通过优化条件得到对雷达吸波性能影响最小的红外隐身涂层.实验结果表明,用双层涂覆的方法,以特殊形态片状微米级铝粉作为顶层红外隐身涂层的填料,填充量为40%,且涂层厚度达到20μm时,涂层的红外发射率可达0.15左右,其对底层雷达吸波层吸波性能的影响较小.     

化学氧化法聚吡咯导电性能与导电机理

采用化学氧化法制备了导电聚吡咯(PPy).运用SEM和TEM表征了PPy的形貌,利用四探针技术测试了材料的电导率,对影响其电导率的因素进行了讨论,并对其导电机理进行研究.结果表明,氧化剂用量、反应温度、反应时间、掺杂剂的种类等对最终所得材料的导电性能及结构形态有较大的影响.以苯磺酸钠作掺杂剂,FeCl3/Py摩尔比为1.0,冰浴条件下,反应0.5h所得材料电导率最高,为58.82S/cm,其中以2-萘磺酸为掺杂剂所得PPy微观形貌呈现罕见的纤维状.电导率相对较高的PPy,说明其本身掺杂状况使它在氧化掺杂时随导带和价带间的能级差减小,禁带变窄,载流子移动阻力小;阴离子的掺杂和脱掺杂变得容易,因而电导率高.     

化学氧化法聚吡咯导电性能与导电机理

采用化学氧化法制备了导电聚吡咯(PPy).运用SEM和TEM表征了PPy的形貌,利用四探针技术测试了材料的电导率,对影响其电导率的因素进行了讨论,并对其导电机理进行研究.结果表明,氧化剂用量、反应温度、反应时间、掺杂剂的种类等对最终所得材料的导电性能及结构形态有较大的影响.以苯磺酸钠作掺杂剂,FeCl3/Py摩尔比为1.0,冰浴条件下,反应0.5h所得材料电导率最高,为58.82S/cm,其中以2-萘磺酸为掺杂剂所得PPy微观形貌呈现罕见的纤维状.电导率相对较高的PPy,说明其本身掺杂状况使它在氧化掺杂时随导带和价带间的能级差减小,禁带变窄,载流子移动阻力小;阴离子的掺杂和脱掺杂变得容易,因而电导率高.     

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。     

新型仿形多频谱复合伪装材料的研究

为满足信息化作战条件下多频谱兼容伪装的需求,采用多种材料合理匹配与多功能层结构组合的方法,研制了一种可见光、红外和雷达多频谱兼容的新型仿形复合伪装材料,研究了吸波材料中碳含量与铁含量的质量比对雷达波吸波性能的影响.采用雷达波屏蔽效能和反射率实验测试了伪装材料的吸波性能,采用成像法检测了伪装材料的可见光和热红外伪装性能....     

六角晶系Z型Ba3-x Lax Co2 Fe24 O41铁氧体的制备及其吸波性能

采用溶胶-凝胶法合成掺杂Ia的六角晶系Z型钡铁氧体Ba3-xLaxCo2Fe24O41,并对其吸波性能进行研究。实验结果表明,镧的最大添加量为x=0．3,此时Ba3-xLaxCo2Fe24O41可以形成完整的物相结构,对其吸波性能研究分析表明,适量的掺杂镧可以提高Z型钡铁氧体的吸波特性,最大衰减量为-26．5dB,有效带宽为5GHz。Z型钡铁氧体最佳成相热处理条件是1250℃～1275℃／5h;测试不同烧结温度下的材料吸波特性,1275℃／5h工艺下完成的样品的吸波性能最好,最大衰减量为-19dB,有效带宽为10．5GHz,吸收峰向高频方向移动。     

多层混合填充吸波材料的三目标粒子群优化

使用多层结构来离散自由空间到金属衬底之间理想的连续阻抗变化过程是吸波材料设计的重要方 法之一,较多层数的精细结构能够更好地逼近这一连续变化过程以获得更理想的吸波性能,但也会增加工程实现成 本和复杂度。因此,实际工程中往往需要在结构层数和逼近精度等诸多相互矛盾的因素之间寻求平衡。文中采用 石墨烯纳米片(GNS) / 片状羰基铁颗粒(FCI)混合填充的多层吸波材料,在由极化无关的宽带宽角吸波性能、FCI 填 充量以及最终层数这三个指标所张成的三维目标空间中,基于粒子群优化对多层吸波材料进行了优化设计。结果 显示,相比于吸波性能和磁性粒子填充量二维空间中的设计结果,在FCI 填充量仅需增加不到3. 3 wt%的情况下,即 可使所需层数下降50%并保持原有吸波能力的98%;不进行优化的GNS 填充量仅增加0. 6 wt%,层数显著减少,吸 波材料的总厚度降低了14%,综合性能也提高了27. 9%。此外,与其它不同优化策略的系统进行了对比,文中设计 为混合填充吸波材料的多目标优化提供了一定参考。     

羰基铁粉吸波涂层的优化设计

采用机械研磨工艺制备了片状羰基铁粉,并以此制备了羰基铁粉复合材料。研究了研磨时间对羰基铁粉复合材料电磁性能的影响,并对羰基铁粉吸波涂层进行了优化设计。结果表明:当研磨时间小于12 h时,随着研磨时间的增加,羰基铁粉复合材料的介电常数和磁导率逐渐增大。以研磨12 h的羰基铁粉(厚0.7 mm)为底层,原始羰基铁粉为表层(厚1.4 mm)的双层结构吸波涂层性能最优,其反射损耗在3.12~18.00 GHz频域范围内小于–8 dB,在2~18 GHz频域范围内为–9.8 dB(平均值)。该双层结构涂层可用于微波低频段的宽频薄层吸波涂层的制备。     

切比雪夫吸波材料的设计与仿真

利用仿真软件HFSS研究了30 MHz～1 GHz频段内碳填充型聚氨酯角锥和三级锥形切比雪夫多级吸波材料的吸波性能。结果表明,碳填充型聚氨酯角锥在100 MHz以上的高频段吸波性能较好,但在低频段吸波性能并不是很理想。在所含碳含量相等的情况下,采用切比雪夫吸波材料后吸波性能得到了明显改善,低频段大多数频点的反射率能够降低3 dB以上。     

混合型吸波材料应用研究

设计研制了在X波段拥有优异吸波性能的6层混合型吸波材料,总厚度小于10mm,其吸收率在X波段内:垂直入射时,吸波性能均大于20dB;45°斜入射时,其平行极化吸波性能保持不变,且略好于垂直入射时的情况,垂直极化吸波性能略有下降,但仍有大于15dB的吸波性能。采用拱形法对所研制的混合形吸波材料进行了吸波性能测试,测试结果与理论分析结果相吻合。该项技术已成功应用在某项工程上。     

轻质宽频导电高分子微波吸收材料研究

导电高分子材料(PA、PAn、PPy、PTh、PPV等)具有分子结构可设计、成本低、易合成、加工方便,同时又具有对不同频率的微波产生吸收,且吸收频段宽、比重轻(密度:1.0～2.0g/cm3)、热稳定性好等特点,有望发展成为新型宽频有机吸波材料[1].文章对导电高分子微波吸收材料的吸波原理、分类和制备方法及近期国内外研究进展进行了介绍.     

RGO/Fe3O4/PLA复合吸波剂组合及分布方式对角锥吸波性能的影响

在获得石墨烯(RGO)/聚乳酸(PLA)、RGO/四氧化三铁(Fe₃O₄)/PLA多种复合吸波线材的基础上，利用熔融沉积成形技术打印了三层角锥吸波体。利用CST仿真与实验研究了吸波剂组合和分布方式(水平梯度分布和立体梯度分布)对角锥吸波性能的影响，并揭示了吸波机理。研究结果表明，对于均质吸波体，双组元吸波剂吸收性能更佳，且吸波性能随石墨烯的含量增加而改善；对于吸波剂梯度分布吸波体(此时锥体高度为16 mm，底面尺寸为10 mm×10 mm)，立体梯度分布时(加入质量分数分别为3%、5%、7%的三层吸波剂石墨烯)可获得最强吸波效果：在6.1～18.0 GHz范围内的反射损耗低于-10 dB，有效吸波带宽可达11.9 GHz以上，在17.2 GHz处达到最高吸收强度为-45.8 dB；相对吸波剂组合，分布方式对角锥吸波能力具有更大影响，立体分布方式的吸波体一方面改善阻抗匹配特性，保证有效吸波带宽，另一方面增大多重散射、反射与球状衍射损耗，提高吸波强度。     

稀土元素掺杂对CoFe基非晶薄膜微波磁谱的影响

采用磁控溅射工艺制备了CoFeNbZrRE非晶态薄膜,重点研究了掺杂稀土元素(RE)的种类和掺杂量对薄膜微结构、软磁性能、微波磁导率及其频谱特性的影响。结果表明,少量稀土元素的掺杂对该类薄膜的微结构和软磁性能影响较小,但可增强薄膜磁谱的弛豫性,从而影响其微波磁导率。增加稀土元素的掺杂量能显著提高薄膜的弛豫性和微波磁损耗,且重稀土元素比轻稀土元素表现出更强的弛豫性。适当选取稀土元素的种类和含量,CoFeNbZrRE类非晶态薄膜在吉赫兹微波段复磁导率实部和虚部均可高于100,有望在超薄层吸波材料中获得应用。     

复合助剂高能球磨对羰基铁粉低频吸波性能的影响

采用单一助剂硅烷偶联剂KH-560、表面活性剂硬脂酸钙和复合助剂(KH-560+硬脂酸钙)分别通过高能球磨制备片状羰基铁粉吸波材料的样品,系统地分析研究样品的微观形貌、物相、电磁参数,并通过电磁场传输线理论模拟计算吸波涂层反射损耗。结果表明:与单一助剂样品相比,复合助剂样品团聚现象明显减少,形成了平整、光滑的片状结构;模拟计算在2 mm厚度下,反射损耗小于–10 d B,复合助剂样品带宽达到1 GHz(1.4~2.4 GHz),且在2 GHz处的反射损耗峰值也达到–15 d B,均优于单一助剂样品。复合助剂的使用可以增强偶联剂和表面活性剂在片状羰基铁粉颗粒的表面包覆效果,达到更好的介电调控目的,提高低频吸波性能。     

取向吸波贴膜电磁性能研究

提高吸波材料的电磁性能,是新型电磁波吸收材料的重要研究内容。采用朗道-利夫希兹-吉尔伯特(LLG)方程、等效媒介理论和传输线理论,分别对随机取向和一致取向吸波贴膜的本征磁导率、等效磁导率和反射损耗进行了计算。计算结果表明当微波吸收剂一致取向时吸波材料的本征磁导率、等效磁导率和反射损耗均有显著提升。通过改变吸波贴膜内部吸收剂空间排布的方式,可以有效地提高吸波贴膜的电磁性能。针对流延法制备吸波贴膜的过程,对刮刀下流延浆料速度曲线和微波吸收剂取向之间的关系进行了分析,通过微波吸收剂的取向张量对吸波贴膜的取向程度进行了表征。通过改变流延过程中的物理参数,可以调控吸波贴膜的取向状态。     

钡铁氧体吸波涂层的制备及其影响因素研究

用固相法制备了W-型钡铁氧体BaZn0.6Co1.4Fe16O27粉末并用其制备了吸波涂层。通过正交实验讨论了涂层厚度、搅拌时间和铁氧体含量对涂层吸波性能的影响,并用Statistica8.0软件对涂层的最佳制备条件进行了预测。根据正交试验结果,厚度为1.81mm、铁氧体质量分数为75%、搅拌时间为0.5h的吸波涂层具有最优的吸波性能,其微波吸收值在8.2～18.0GHz频段内均高于10dB,吸收峰值在15.3GHz左右更是达到了33dB。由软件预测得到的最佳制备条件与正交实验结果相符。     

UARAC的电磁特性分析

为了解决单轴各向异性吸波涂层(UARAC)的分析和设计中所遇到的反射系数计算问题,从电磁场理论出发,导出了电磁波以任意角入射时UARAC的反射系数公式。同时,给出了计算曲线的例子,通过实例计算分析了UARAC的斜入射特性和电磁波的入射角、极化状态等对UARAC的隐身效果的影响。得到负单轴各向异性吸波涂层(MUARAC)的吸波性能优于正单轴各向异性吸波涂层(PUARAC)的吸波性能及MUARAC的吸波性能主要取决于单轴各向异性吸波材料的横向参数等结论。为UARAC的计算机辅助分析和设计提供了基础。