三维织物石膏基微波吸收材料的制备及性能

采用浸渍工艺在三维织物表面包覆炭黑,并将其与石膏复合制备石膏基微波吸收材料。利用弓形反射法测试了该复合材料在2~18GHz内的吸波性能,结果表明吸波性能随炭黑含量的增加而增强,三维织物的最佳厚度为6mm。三维织物厚度为6mm、乙炔炭黑含量为24%的复合材料在2~18GHz内对电磁波的反射损耗均低于-5dB,最低反射损耗可达-28.3dB。三维织物的特殊结构不仅能够有效改善材料的阻抗匹配,还能够增加材料的电磁波损耗路径,从而达到增强损耗能力、拓宽吸波频宽的目的。此外,三维织物还能够明显增强石膏基材料的抗折性能。     

MnO2/CB/环氧树脂双层复合材料的吸波性能研究

为改善吸波材料对入射电磁波的阻抗匹配性能,采用不同吸收剂设计并制备了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料,匹配层中引入二氧化锰或炭黑为填料,吸收层采用炭黑为填料,通过改变吸收剂含量和类型首次设计了9种双层匹配方案.实验结果表明,当匹配层吸收剂为10%的二氧化锰,吸收层吸收剂为30%的炭黑时,双层复合材料的电磁波吸收性能为最佳,特别是当匹配层的厚度为2 mm时,其吸收性能在8~18 GHz测试频段内的16.8 GHz达到-27.48 dB,优于-10 dB的频带达8.6 GHz,具有一定的工程应用价值.     

非连续体吸波平板的设计制备及吸波机理分析

通过吸波体内导电媒质的“孤岛”化设计, 制备了单层非连续体平板吸波材料, 并分析了不同炭黑含量和不同试样厚度对吸波效能的影响以及电磁波的损耗机理。发现随着CB/ ABS 颗粒中炭黑含量和试样厚度的增加, 在8～18 GHz 频段内, 非连续体试样的反射损耗增加。当炭黑质量含量达到30 %时, 平板的反射损耗在8. 5～18 GHz 宽频范围内都超过- 10 dB , 在15～18 GHz 均高于- 15 dB。当试样厚度达到20 mm 时, 其反射损耗在8～18 GHz 频率范围内超过- 15 dB。结果表明, 非连续体试样较热压致密试样吸波效能有较大提高, 是很有潜力的吸波结构。      

以中空多孔碳纤维为主体的轻质吸波材料吸波性能研究

根据阻抗匹配原理和电磁波传播规律,以中空多孔聚丙烯腈(PAN)碳纤维为主要吸收剂,分别添加以炭黑、碳纤维和羰基铁粉为吸收剂的匹配层,制备了双层轻质雷达吸波材料,并考察了其吸波性能.结果表明,双层结构设计和不同吸收剂的复合对提高材料的吸波性能起着重要的作用.以羰基铁粉作吸收剂的匹配层比以炭黑和碳纤维作吸收剂的匹配层对提高以中空多孔碳纤维吸波材料的吸波性能更为显著.所制备的材料在厚度为2.90mm,密度为1.28g/cm³时,在4~18GHz频率范围内反射率≤-8dB的带宽为11.42GHz,反射率≤-10dB的带宽为10.90GHz.     

螺旋形碳纤维结构吸波材料的制备及其吸波性能研究

用基板法以乙炔为碳源,镍板为催化剂,PCl3为助催化剂,通过化学气相沉积制备了螺旋形碳纤维手性吸收剂,并研究了其在2～18GHz的微波电磁特性:具有较高的介电损耗,电磁参数随频率的增大有减小的趋势,有利于实现宽频吸波。以螺旋形碳纤维作为吸收剂制备了Nomex蜂窝夹芯结构吸波材料,复合材料的厚度为9.5mm时,在3.76～18GHz反射率R<-10dB,反射率<-10dB的频宽为14.24GHz;最大吸收峰在10.4GHz,反射率R为-21.62dB。探讨了螺旋形碳纤维的吸波机理,螺旋形碳纤维是一种非常有发展前景的手性吸收剂和吸波材料。     

碳/氧化铝/二氧化硅涂层的介电和吸波性能研究

研究了炭黑或碳纤维填充氧化铝/二氧化硅吸波涂层在X波段范围的介电和吸波性能. 结果表明: 吸波涂层的复介电常数随着炭黑或碳纤维含量的增加而增大. 当吸收剂含量相同时, 填充碳纤维的吸波涂层比填充炭黑的吸波涂层具有更大的复介电常数. 当吸收剂含量大于5wt%时, 吸波涂层的介电常数在低频急剧增加, 且随频率增大而减少, 出现频散效应. 反射率测试结果表明: 吸波涂层的最大吸收峰随涂层厚度的增大向低频移动, 当涂层中炭黑含量为2wt%、厚度为1.8 mm时, 吸波涂层在9.2~12.4 GHz范围内反射率小于-10 dB, 具有较好的吸波效果.     

活性碳毡电路屏(直立碳纤维)/树脂复合吸波材料

研究了含活性碳毡电路屏和直立碳纤维吸波复合材料的微波吸收特性。结果表明: 含碳毡电路屏吸波材料的吸波性能与电路屏的种类(感性、容性) 和尺寸密切相关。含感性屏的吸波材料, 当毡条间距、宽度分别为7 mm、5 mm 时, 材料在整个雷达波段(8～18 GHz) 有- 10 dB 以下的反射衰减。含容性屏的吸波材料, 随电路屏中碳毡块间距和边长的减小, 吸波性能提高。含直立碳纤维材料的吸波性能与纤维间距有关, 间距为4 mm 时可获得有效带宽7. 6 GHz 的吸波材料。用分块设计的思想设计吸波材料, 可提高其吸波性能。分块中心对称的感性电路屏(毡条宽5 mm , 间距10 mm) 和直立碳纤维(间距8 mm) 混杂吸波体在11. 8～18 GHz 频带内有低于- 20 dB 的反射衰减, 最大吸收峰值- 30 dB。     

低电导率超材料的吸波性能研究

本文研究了由低电导率材料制备的超材料的吸波性能,通过仿真软件计算了不同电导率超材料吸波性能,研究了其变化规律,在复合材料基材上采用喷涂法制备了电导率为2.3×10~4 S/M的超材料结构,探究了不同基板厚度时超材料吸波体的吸波性能变化规律.仿真结果表明,低电导率材料在一定基材厚度下可以实现电磁波的高吸收,并且基材的厚度有最优值,这说明电导率也可以成为设计超材料的参数.制备的超材料基底材料厚度为2 mm时,其在7.8 GHz处实现了-23.2 dB的深吸收,实验规律与仿真结果相吻合.采用喷涂法有助于解决超材料在大曲率、复杂外形等部位难以应用的问题,为超材料的制备以及其大规模应用开辟了一个新的方向.     

基于集总电阻的“十”字型宽频超材料吸波体仿真和分析

设计了一种三维结构的超材料吸波体,该结构上部由“十”字型基板侧面加载多个方形谐振环组成,底部采用铝板作为反射底板,超材料吸波体厚度为11 mm.数值模拟结果表明,加载集总电阻后,实现了多频谐振吸收向宽频吸收的转变,在5.62 GHz～13.90 GHz频率区间吸收率大于90%,相对带宽达到84.4%;超材料吸波体在横磁波(TM)的模式下具有较好的宽角度吸收特性.S参数反演法计算等效电磁参数结果表明,超材料吸波体在宽频的吸收机制基于良好的阻抗匹配和电磁谐振;结合谐振点的场图,进一步验证了电磁谐振耦合时,能量损耗通过集总电阻的欧姆损耗完成.方形谐振环单独作为谐振结构的仿真结果显示,复合谐振结构的宽频高效吸收是源于各谐振环的相互叠加耦合.     

自反应淬熄法制备Zn-Ti钡铁氧体空心陶瓷微珠及其超声化学镀Ni-Co合金后的吸波性能

通过自反应淬熄法制备Zn-Ti钡铁氧体空心陶瓷微珠吸波材料,再超声波化学镀Ni-Co合金,制成了具有核/壳/腔结构的吸波材料,以进一步提高陶瓷微珠的吸波性能;采用SEM、EDS和XRD法分析了其形貌及结构,并应用Aglient网络矢量仪和85055APC-7mm同轴空气线测试了其吸波性能。结果显示,空心陶瓷微珠具有中空的球形结构,主要物相Ba Zn Ti Fe10O19为一种M型钡铁氧体,表面化学镀Ni-Co合金层后吸波性能得到了提高,在2~18 GHz范围内,厚度为2.71 mm,吸波最低反射率达到了-21.38 d B,反射率小于-10 d B的带宽为3.51 GHz,带宽增宽。