S带电磁污染控制用珍珠岩泡沫水泥吸波板的设计与制备

根据电磁波吸收原理,对建筑隔热材料进行功能化改造,通过λ/4模型设计和理论模拟分析,成功制备出珍珠岩泡沫水泥电磁波吸收板材。实验表明,2~4GHz频段,电阻膜采用380Ω/□,厚度为1.20cm的吸波板材,在3GHz附近有最大吸量-25dB,反射率在-10dB以下带宽达到65%;同样采用380Ω/□电阻膜,厚度为1.50cm的材料,成功实现了2.45GHz吸波材料的制备。新材料可用于无线局域网的电磁干扰防护及建筑室内电磁辐射污染控制。     

WLAN抗干扰用石膏/木纤维复合吸波板的制备

根据电磁波吸收原理,通过材料模型设计和理论模拟分析,成功制备出石膏/木纤维复合电磁波吸收板,并对其性能进行了测试.结果表明:厚度为1.3 cm的石膏/木纤维复合电磁波吸收板,在3.4 GHz附近的电磁波吸收量达到-39 dB,反射率在-5 dB以下,带宽72%以上.采用320Ω/□电阻膜且厚度为1.8 cm的石膏/木纤维复合电磁波吸收板可作为2.45 GHz吸波材料用于无线局域网(WLAN)的电磁干扰防护及建筑室内电磁辐射污染防护.     

S带建筑用石膏吸波板的宽化设计与制备

通过对单层石膏板加电阻层、双层石膏板加电阻层的S带(2～5 GHz)电磁波吸收性能的理论计算,发现通过复合可以实现吸收带宽的大幅宽化,在S带中高于-15 dB的吸收范围几乎升至100%.λ/4吸波体试验结果与理论值吻合较好,双层吸波体略差,证实宽化设计完全可行.此成果为S带新产品研制以及实现产业应用奠定了理论和试验基础.     

水泥吸波性能的研究

在1-18 GHz波段范围内,选用P.Ⅱ硅酸盐水泥和改性硫铝酸盐水泥进行了吸波性能的研究.结果表明：厚度为5-30 mm的水泥净浆试样,其最大吸收峰位置不受试样养护龄期和表面粗糙度的影响,但随试样厚度的增加而向低频区移动;P.Ⅱ硅酸盐水泥净浆最佳匹配厚度在10mm左右,最大吸收率达到18 dB,8 dB吸收峰累计带宽有6 GHz;厚度为5-20 mm的改性硫铝酸盐水泥试样均有明显的吸收峰,8 dB吸收峰累计带宽约2-3 GHz,最大吸收率达到16-22 dB.     

多层孔洞泡沫水泥板夹电阻膜的吸波体吸波特性研究

针对目前水泥基吸波材料研究存在的问题,结合空间电磁波传播原理,在目前研究添加EPS的水泥基吸波材料基础上提出了一种多层孔洞结构型吸波材料设计思路;选用小颗粒EPS和以石墨及炭黑为主要原料制成的纯电阻膜为组分研究了EPS含量和电阻膜阻值组合对水泥基吸波材料吸波性能的影响;设计不同数量、位置和大小的孔洞,在2~18 GHz频段内制备出20 mm厚、吸波性能好(在4 GHz附近反射率最小达到-18.5 dB)、频带宽(反射率小于-10 dB的频带达15.5 GHz)的多层孔洞结构型吸波材料。     

频率选择表面对PET水泥基材料吸波性能的影响

为解决电磁环境污染问题,以废弃聚对苯二甲酸乙二酯(PET)塑料瓶碎片、聚丙烯纤维作为水泥基体的透波剂和增韧增强介质,在水泥基材料表面复合封闭式、开放式、组合式3组频率选择表面(FSS),制备了成本低、质量轻、厚度薄、强度高、加工工艺简单的FSS复合水泥基吸波平板试样.结果表明:FSS复合水泥基吸波平板试样在2~18GHz频段的吸波性能有了较大的改善,环数为1环的组合式复合试样在2.5GHz处的最小反射率为-19.9dB,-10dB以下的吸收带宽占了整个频段的47.5%;S频段(2~4GHz)内FSS单元尺寸和个数对复合试样吸波性能的影响规律与4~18GHz频段表现出不同的特性.     

石墨膨胀玻化微珠砂浆的吸波性能

采用弓形反射法测试了石墨、膨胀玻化微珠(EVSB)、发泡剂掺量以及材料厚度对石墨膨胀玻化微珠砂浆(GEVSBM)在8～18GHz吸波性能的影响.结果表明：GEVSBM的吸波性能随石墨掺量的增加逐渐增强,石墨的逾渗阈值为水泥质量的10%;增加EVSB或发泡剂掺量可显著增强GEVSBM的吸波性能;石墨和发泡剂掺量分别为水泥质量的10.0%和2.5%时,GEVSBM的反射率降至-20.68dB,小于-10.00dB的有效带宽可达3.0GHz;试件厚度增大,GEVSBM的反射率逐渐降低,但降低幅度逐渐减小.研究表明,GEVSBM具有良好的吸波和保温性能,可同时满足建筑电磁防护和节能的要求.     

波浪型钢纤维水泥砂浆吸波性能的研究

为了适应建筑工程对电磁防护的需要,水泥基吸波材料的研究得到了迅速发展.但水泥作为吸波材料的基材,不仅起胶结材料的作用,其本身的吸波性能也不容忽视.在1～18GHz波段范围内,选用P·Ⅱ42.5R水泥和改性硫铝酸盐水泥(SAC),并掺入6%波浪型钢纤维,制成厚度为10～30 mm的水泥砂浆试样,进行了吸波性能研究.测试结果显示,随试样厚度的增加,吸收峰的位置会向低频区移动;最大吸收率基本都在16 dB左右,6 dB平均累计带宽约5.5 GHz;试样表面粗糙度变化时,低频率区的吸收率基本不变,而高频率区的吸收率有所波动.波浪型钢纤维对SAC水泥砂浆的吸波性能具有一定的改善作用,6 dB吸收峰累计带宽超过11GHz.     

石膏填充蜂窝结构吸波材料的吸波性能

通过在浸渍乙炔炭黑的蜂窝结构中填充石膏,制备了具有蜂窝结构的石膏基吸波材料,采用弓形反射法研究了该吸波材料在2~18GHz的吸波性能.结果表明:蜂窝结构的孔格边长和高度对材料的吸波性能有一定影响;当石膏填充单层蜂窝结构吸波材料在2~18GHz频宽,蜂窝结构孔格边长为6mm,高度为8mm时,反射率低于-10dB的吸收频宽为10.4GHz;石膏填充双层蜂窝结构吸波材料,由于匹配层和吸收层形成了阻抗梯度结构,在一定程度上改善了其吸波性能,故能够在2~18GHz频宽内获得小于-8dB的吸波效率,反射率曲线存在5个吸收峰,在2.2GHz附近的吸收峰可达-20.3dB.     

铁氧体及碳纤维填充水泥基复合材料吸波性能

使用溶胶凝胶法,制备了W型BaCo2Fe16O27六角铁氧体,研究了该铁氧体及短切碳纤维填充的水泥基复合材料吸波性能.研究表明,在Ku波段(12~18 GHz),铁氧体含量为35%(质量分数,下同)时,复合材料最大微波吸收值为-8.7 dB,出现在14.3 GHz附近;当铁氧体含量为35%,碳纤维含量为0.2%时,复合材料具有最小约-5 dB,最大约-23.7 dB的微波吸收值.     

花状MoS2/Fe3O4材料的制备及其吸波性能研究

通过水热法制备花状MoS2/Fe3O4吸波材料,利用SEM,XRD及VSM对其进行微观形貌、物相组成及磁性表征,并对其吸波性能进行研究。结果表明,MoS2花状饱满,同时,Fe3O4纳米微球分散在MoS2花瓣边缘和纳米片间隙中。当样品与石蜡质量比为3:7,匹配厚度1.97mm时,在11.34GHz时最小反射损耗为-54.21dB,其有效吸收带宽为3.2GHz,该材料表现出优异的吸波性能。     

角锥结构炭黑/水泥基复合材料的吸波性能研究

采用拱型反射率测试系统,研究了具有周期性角锥结构的炭黑/水泥基复合材料在1.7～18.0 GHz频段的电磁波吸收性能,讨论角锥尺度及材料基体对吸波性能的影响,利用HFSS软件对结果进行了仿真。结果表明,角锥结构可提高材料的吸波性能,角锥高度和炭黑掺量越大,吸波性能越好,且增大高度能使有效频带向低频段扩展,角锥高度40 mm,炭黑掺量1.5%时,实现99%吸收(-20 dB)电磁波的频带(3.1～18.0 GHz)扩展到S波段(2～4 GHz)。角锥结构改善吸波性能的机理是角锥结构可形成与自由空间阻抗匹配和椎体间多重反射,从而增大干涉损耗和内部介电损耗,同时引入散射和衍射损耗。     

新型水泥基吸波材料的研究

针对目前水泥基吸波材料研究存在的问题,结合空间电磁波传播原理,提出了一种新型水泥基吸波材料设计思路;选用玄武岩纤维、膨胀珍珠岩与石墨为组分,研究了膨胀珍珠岩颗粒直径、掺量对水泥基吸波材料吸波性能的影响;设计不同配合比,在8~18 GHz频段内试配出20 mm厚、吸波性能好(反射率最小达到-12.4 dB)、频带宽(反射率小于-10 dB的频宽达6 GHz)、力学性能佳(28 d抗压强度为30.9 MPa,抗折强度为4.27 MPa)的新型水泥基吸波材料,为新型水泥基吸波材料的设计与制备提供了依据.     

一种立体结构MIMO移动终端天线的设计

设计了1种工作在LTE1900、LTE2300、LTE2600频段的六单元MIMO移动终端天线。采用倒F天线作为天线单元,并将其弯折成三维结构覆盖于尺寸为10mm×10mm×3mm的FR4介质方块上。通过优化天线单元尺寸、地板结构和天线单元的位置,使得天线带宽为1.85~1.96GHz,2.3~2.7GHz(VSWR<2),并且实现了带宽内-10dB的隔离度。同时天线的增益大于1.5dB、辐射效率大于65%、相关系数远远小于0.5。     

防电磁辐射矿棉吸声板的制备及性能研究

随着我国城市发展和人民生活水平的逐步提高,室内电磁辐射污染源逐渐增多,人们长期生活在电磁辐射环境中,将对身体健康造成一定的影响。本文以鳞片石墨为吸波剂,制备防电磁辐射矿棉吸声板。实验结果表明,当石墨添加量为16%时,矿棉吸声板的有效带宽为6GHz,在12GHz~18GHz范围内,最大吸收峰值达到-7.5d B。     

多孔混凝土的吸波特性

采用水平极化方式,在微波暗室中对试样进行了雷达散射截面(RCS)测试.结果表明:在8~18 GHz频率范围内,集料类型对电磁波反射率几乎无影响,多孔混凝土具有良好的吸波性能,其电磁波反射率小于-10 dB的波带宽度达到10 GHz,且平均反射率小于-20 dB;在一定范围内,增加孔隙率和集料粒径可改善多孔混凝土表面阻抗和自由阻抗的匹配性,降低电磁波的反射率.     

纳米棒状钡铁氧体的制备与吸波性能

以硝酸铁和硝酸钡为原料,采用溶胶-凝胶与自蔓延燃烧相结合的方法制备出纳米棒状钡铁氧体,采用X射线衍射仪、透射电镜与振动试样磁强计时其组成、形貌与磁性能进行了表征;将纳米棒状钡铁氧体掺入水泥基材料制成水泥基吸波材料,采用弓形反射法测其吸波性能.结果表明:纳米棒状钡铁氧体的平均粒径为40～60 nm,平均长度为100 nm,饱和磁场强度为49.87 A·m~2/kg,矫顽力为63.1 A/m;当纳米棒状钡铁氧体的掺量为1.83%(质量分数)、试样厚度为20 mm时,水泥基吸波材料在2～18 GHz频率范围内的最小反射率为-16.78 dB,反射率小于-10 dB的带宽为6 GHz.     

防电磁辐射纸面石膏板的吸波性能

电磁辐射作为第四大污染源,对人体身心健康带来了巨大的威胁,为了保护环境和人类健康,必须对电磁辐射加以防护。本文研究以石墨、铁氧体作为吸波材料制备防电磁辐射纸面石膏板及其吸波性能。实验结果表明,石膏板的吸波性能随石墨掺量增加而提高;在8GHz~18GHz范围内,掺8%宁海产石墨的板材吸波效果最好,具有8GHz以上的连续有效吸收带宽;在2GHz~18GHz范围内,掺8%青岛产石墨的板材,有效吸收带宽超过10GHz,同时在低频2.7GHz~3.9GHz内也具有一定的吸波效果。     

掺EPS颗粒水泥浆体的吸波性能

研究了发泡聚苯乙烯(EPS)填充率和试样厚度对EPS填充水泥浆体吸波性能的影响,发现:当EPS填充率为60%(体积分数)、试样厚度为20 mm时,EPS填充水泥浆体在8.0~18.0 GHz频率内对电磁波的反射率都在8 dB以上,反射率大于10 dB的带宽达到了6.2 GHz.同时指出了水泥基复合材料向高技术化和高功能化方向发展的前景.     

电磁波吸收石墨-石膏基复合材料的性能研究

本文使用可膨胀石墨以低成本的物理方法制得一种厚度薄、层间距大的多层石墨,将这种多层石墨加入到脱硫石膏中制成石膏基复合材料,与同等掺量的天然鳞片石墨所制备的石膏基复合材料的微观结构、吸波效果和力学性能进行了对比。结果表明：多层石墨在石膏基体中的片层更薄、尺寸更小、更易分散,形成更广泛的导电网络,对电磁波的衰减值高,吸波效果优于天然鳞片石墨。多层石墨的最优掺量为8%,制得的石膏基复合材料最佳厚度为3mm,此时在12GHz的最大RL值可达-8.66d B,达到-7d B的电磁波吸收带宽可达2.8GHz(11.04GHz～13.84GHz)。其标稠用水量大,但抗折抗压强度却不低于天然鳞片石墨-石膏基复合材料。