羰基铁粉复合多孔吸波涂层的优化设计

目的 解决吸波剂羰基铁粉颗粒(CIP)构成的吸波涂层存在密度较大、涂层厚度过大的问题.方法 利用三维多孔结构降低复合吸波涂层的密度并改善阻抗失配,从而构筑轻质宽频羰基铁粉复合吸波涂层.利用有限元分析软件建立了羰基铁粉/石蜡复合多孔吸波涂层的仿真模型,通过仿真研究了三维多孔结构的孔隙率、孔径和孔隙分布方式对复合吸波涂层性能(最小反射损耗、有效吸收带宽、峰值吸收频率和密度)的影响规律,揭示了羰基铁粉多孔结构的吸波机理,并确定了具有最佳综合性能的羰基铁粉三维多孔复合吸波涂层的结构参数.结果 随着孔隙率的增加,涂层密度减小且峰值吸收频率向高频移动;而随着孔径的减小,涂层除峰值吸收频率向高频移动外,最小反射损耗和有效吸收带宽分别呈减低和增加的趋势,吸波性能得到有效改善.孔隙分布方面,在随机、有序、梯度递减和梯度递增4种分布方式中,梯度递减分布表现出最佳的吸波性能.相较于无孔结构,羰基铁粉质量分数为75％、孔隙率为16％、孔径为0.325 mm、孔隙呈梯度递减分布的三维多孔涂层,其有效吸收带宽(RL<–10 dB)拓展了49.3％(从4.10 GHz增加到6.12 GHz),密度降低了4％(从2.71 g/cm3降低到2.6 g/cm3),而最小反射损耗仅仅损失0.7％.结论 多孔结构的引入可以实现羰基铁粉涂层轻质、宽频吸波的目的.     

NiFe1 . 98Nd0 . 02O4-Fe 双层吸波涂层设计及制备

目的制备高性能NiFe1.98Nd0.02O4-Fe双层吸波涂层。方法采用溶胶凝胶自燃烧法制备钕掺杂NiFe1.98Nd0.02O4。借助X射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对NiFe1.98Nd0.02O4和羰基铁的结构、形貌、电磁参数进行测试分析。采用遗传算法对NiFe1.98Nd0.02O4-羰基铁双层涂层的厚度进行优化设计。结果以环氧树脂为基体,以羰基铁和NiFe1.98Nd0.02O4为吸波剂的双层吸波涂层具备较好的吸波性能,厚度约1 mm,反射率在9.25~11.35 GHz范围内均小于-10 dB。结论 NiFe1.98Nd0.02O4层和羰基铁层在吸波性能上有很好的互补性,理论优化结果和实验结果相同。     

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.     

纳米铁纤维与羰基铁粉共混制备轻质宽带吸波涂层材料

为降低羰基铁粉吸波剂的密度、提高介电常数,采用轻质、高介电常数的纳米铁纤维与羰基铁粉共混,制备了轻质宽带吸波涂层.研究了纳米铁纤维含量对复合吸波剂微波电磁与吸收特性的影响.结果表明,随纳米铁纤维含量的提高,复合吸波剂的介电常数和磁导率增大.当复合吸波剂中纳米铁纤维含量(质量分数)为2.2%-4.4%时,吸波涂层有更低的面密度和更宽的有效带宽,这是由于在一定范围内提高介电常数,可以改善吸波涂层的匹配吸收特性.     

硅烷偶联剂对羰基铁粉电磁性能的影响

利用FT-IR,SEM和矢量网络分析仪等对羰基铁粉改性前后的化学键特性、微观形貌和电磁参数等进行了研究,实验结果表明:硅烷偶联荆在羰基铁粉表面形成不均匀包覆层;羰基铁粉的电磁参数随硅烷偶联剂用量的增加而变化;根据电磁参数对材料的吸波性能进行计算,当乙烯基三甲氧基硅烷用量为2.0%(质量分数,后同)时,得到的吸波效果最好,5.2～10.0 GHz反射率均小于-10 dB.     

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。     

脲醛树脂包覆对片状羰基铁粉电磁吸波性能的影响

目的 提高片状羰基铁粉（FCI）的吸波性能。方法 采用原位聚合法制备脲醛树脂（UF）包覆片状羰基铁粉核壳复合粒子。通过透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）分别对试验前后样品的微观形貌和物相组分进行表征。采用矢量网络分析仪对处理前后片状羰基铁粉在0.5～18 GHz频率范围内的电磁参数进行测试,基于传输线理论对其反射损耗曲线进行拟合分析。结果 微观形貌及X射线衍射谱结果表明,成功合成了脲醛树脂包覆片状羰基铁粉复合粒子（FCI@UF）。对测得的电磁参数进行分析,与原始片状羰基铁粉相比,包覆后铁粉介电常数和磁导率的实部、虚部均呈下降趋势,电磁波衰减能力减弱,与空气的阻抗匹配能力增强。反射损耗曲线图中,包覆后铁粉能有效吸收频带变宽（以反射损耗小于-10dB的带宽作为有效吸收频带）,由3.15 GHz变为4.38 GHz,在13.84 GHz时有最小反射损耗（-20.64 dB）,最小反射损耗向高频移动,最小值降低率达41.38%。结论 使用脲醛树脂对片状羰基铁粉进行包覆,制备了综合吸波性能更具优势的FCI@UF复合粒子,有效提高了片状羰基铁粉的吸波性能。     

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。     

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。     

空气层匹配碳纤维吸波涂层的吸波性能

目的探究空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度对碳纤维吸波涂层吸波性能的影响。方法以短切碳纤维为吸收剂,水性聚氨酯为基体树脂,制备雷达吸波涂层。采用扫描电子显微镜和金相显微镜对短切碳纤维和涂层的微观形貌进行分析表征,将碳纤维涂层与空气层进行匹配,并采用矢量网络分析仪测试分析涂层的吸波性能。结果当空气匹配层厚度由1 mm逐渐增加到3.5 mm时,复合涂层的最大吸收峰由高频逐渐向低频移动。匹配厚度为3 mm时,反射率峰值最低(-41 d B)。匹配厚度为2.5 mm时,有效吸收频段(反射率-10 d B)最宽,为8.6~18 GHz。随着碳纤维含量的增加,涂层的最大吸收峰频率均呈下降趋势,有效吸收频段向低频移动。碳纤维含量(质量分数)低于0.1%时,只有碳纤维长度达到3 mm,涂层才具备有效吸波性能。碳纤维含量为0.1%~0.2%,碳纤维长度为2 mm时,涂层吸波性能最好。碳纤维含量超出0.2%,碳纤维长度为1 mm时,涂层已经具备较好的吸波性能。结论通过调节空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度,空气层匹配碳纤维吸波涂层在不同频段均能实现对电磁波的有效吸收。     

Microwave absorbing mechanism of soft magnetic alloy Fe85Si2Al6Cr7

The powders of amorphous nanocrystalline Fe85Si2Al6Cr7 were prepared by high energy ball milling for different times, and measured by XRD and network analyzer. The results show that： 1） nanocrystalline microstructure remarkably improves the microwave permeability, and the permittivity is controlled effectively; 2） by adding proper dyeing auxiliary （such as copper phthalocyanine）, the magnetic properties of powders are improved when the particle sizes milled are excessively small.     

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.     

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。     

金属铝纤维的性能研究及其应用进展

本文介绍了金属铝纤维的制备方法和性能表征,重点介绍了它的吸声特性,并讨论了影响吸声性能的因素,简介了铝纤维在众多领域的应用前景。最后讨论了我国铝纤维材料研究领域目前存在的一些问题和今后的发展方向。     

雷达吸波涂层失效分析及修复技术研究

装备雷达吸波涂层的失效分析及其修复技术,对于保障装备的战场生存能力和作战效能发挥具有十分重大的意义.从雷达吸波涂层的工作原理出发,分析了吸波涂层的失效原因、修复技术现状及修复流程,对装备吸波涂层修复技术提出了发展建议.     

雷达隐身常用电磁波吸收材料研究进展

分析了电磁波与吸波材料的相互作用机理,较详细地介绍了铁氧体类、羰基金属粉类、多晶金属纤维类、导电高聚物类和纳米类吸波材料的研究和应用现状,指出了不同种类电磁波吸收材料综合优化应用技术对实现多波段兼容隐身的重要意义。     

多波段草型伪装网的研制

主要探讨了三维草型伪装网的吸波机理,在雷达吸波涂层设计的基础上,提出了三维草型结构对雷达吸波效果的作用;三维草型结构在2～18GHz波段中,合格带宽为16GHz,其中最大衰减值可达30dB;同时对草型伪装网的光学隐身进行设计,实现了可见光及近红外的隐身.草型伪装网最终实现了雷达、可见光及近红外兼容隐身.     

不锈钢纤维多孔材料的吸声性能

采用不锈钢纤维为原料制备不同孔隙性能的纤维多孔材料，采用驻波管法检测该纤维多孔材料的空气声吸收系数，研究材料的孔隙度、纤维直径以及材料厚度等参数对吸声性能的影响，同时研究在材料背后设置空气层以及空气层厚度对材料吸声性能的影响关系。结果表明：实验采用的不锈钢纤维多孔材料具有较好的吸声性能，材料的孔隙度越高、厚度越大、纤维越细，材料的吸声性能越好，在材料背后设置空气层可显著改善其低频吸声性能，材料背后的空气层厚度越大，材料的低频吸声性能越好。     

The effect of exposure of the H-storage system (LiNH2 + MgH2) to water-saturated air

The H-storage system, (LiNH₂ + MgH₂), has been exposed to water-saturated air and its subsequent rates of H₂ desorption and absorption have been determined. Not only are there no adverse effects of the exposures, but also there is a small positive effect on the rates and final wt% H.     

基于吸能目标的汽车前端结构刚度匹配性设计

汽车被动安全开发中,一般通过设置薄壁梁吸能结构的强度梯度来满足不同程度的碰撞工况下吸能要求。而充分且稳定的变形,将有利于提高结构吸能效率以及保证较好的维修经济性。以中大型乘用车前端结构在正面碰撞工况下合理的吸能占比作为设计目标值,借助理论计算和有限元仿真分析确定初步设计方案,并在此基础上进行结构间刚度匹配性优化设计。研究结果表明:基于吸能目标的汽车前端结构刚度匹配性设计方法,在满足吸能要求的同时,其结构间的刚度匹配性较好,在不同程度的碰撞工况下,都能按照理想的模式发生变形,满足设计要求。