形貌对羰基铁/Fe-Si-Cr复合材料吸波性能的影响

为有效提升吸波材料的电磁吸收强度和有效吸收带宽,采用球磨法对球状Fe-Si-Cr进行扁平化处理,通过机械共混法将不同形貌Fe-Si-Cr和羰基铁粉(Carbonyl iron powder, CIP)复合,研究不同质量比对复合材料电磁参数和微波吸收性能的影响。实验结果表明,大长径比可以提高材料的介电常数和磁导率,并使反射率峰值向低频移动。片状Fe-Si-Cr和CIP的低频吸波性能优于球形粒子。实验制备的复合材料中,样品I的最大反射损耗为-45.92 dB,有效吸收带宽为1.5 GHz。样品L的最大反射损耗为-22.11 dB,有效吸收带宽大于6.2 GHz。吸波剂的形貌对材料的电磁吸收性能有显著影响。将不同形貌的CIP和Fe-Si-Cr按不同配比复合后,可以得到不同频率下性能优良的吸波体。利用阻抗匹配函数可以从理论上预测出反射损耗峰值对应的吸波剂厚度和频率。双层吸波材料相比于单层吸波材料,其有效吸收带宽更大,可以通过改变匹配层、吸收层的厚度来获得不同频率下吸波性能优良的吸波体,更易满足新型吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。     

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。     

镍锌铁氧体/二氧化硅纳米复合材料的制备及表征

用溶胶-凝胶法制备了Ni0.5Zn0.5Fe2O4/SiO2纳米复合粉末,采用TG-DTA、XRD、TEM等测试手段分析了其结构和形貌,用矢量网络分析仪测量了其在2～18 GHz频带上的电磁参数.结果表明,反应生成镍锌铁氧体和非晶态二氧化硅的复合材料,颗粒形貌为球形链状;Ni0.5Zn0.5Fe2O4/SiO2纳米复合材料中铁氧体的摩尔百分含量为20%,热处理温度为1 000℃时磁损耗值较大,吸波性能较好.     

石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物的制备及其电磁性能研究

为了解决电磁污染对环境和生物安全产生的不良影响,文中采用水热法制备了石墨烯/MnFe_2O_4二元纳米复合物,以聚吡咯掺杂获得石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)及矢量网络分析仪等手段对石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物的形貌、结构及性能进行了表征,结果表明,复合物呈现多级结构,其中MnFe_2O_4为立方体状,平均粒径大约都在40nm左右,所制备的石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合材料显示有较强的电磁性能,这主要是由于介电损耗和磁损耗以及增强的界面效应的协同作用,电磁性能测试显示,随着吸波涂层厚度的增加,吸收峰向低频移动,在涂层厚度为4 mm时,最大值反射损耗为-37dB(频率为6.5GHz),反射损耗在-10dB以下的频带宽度为2.5GHz(5.4~7.9GHz).     

实现轻、薄、宽涂层吸波材料的技术途径

现代军事装备迫切要求研制轻、薄、宽的涂层雷达吸波材料,这是极为困难的事情.文章采用全貌分析方法研究薄层、宽带吸波材料需求的电磁参数分布集,利用网格图分析了吸波材料在相应频率下的电磁参数:εr,iε,μr,iμ与材料的厚度、反射率衰减的dB值之间的关系.通过分析不同频段下的电磁参数分布集,指出研制轻、薄、宽涂层吸波材料的技术途径是按各频段要求提高相应的磁损耗参数μi,而且是唯一的途径.     

PPy@Fe2O3核壳结构的复合织物的电磁性能研究

以厚度薄、透气透湿性好的柔性涤棉织物作为基布,采用工艺简单的溶胶-凝胶法和原位聚合法两步制备了PPy@Fe₂O₃核壳结构的复合织物,并研究了掺杂剂和氧化剂与吡咯的摩尔比对其电磁性能的影响。结果表明：当氧化剂和掺杂剂与吡咯摩尔比为2∶1时,复合织物的反射损耗最小,在13.0 GHz时达到最小值为-7.96 dB,可以吸收84.0%的电磁波,小于5 GHz的带宽达到11.4 GHz(6.6 GHz～18.0 GHz)。     

立方体α-Fe合成及其含量对吸波性能的影响

为了研究形状各向异性与吸波剂含量对吸波性能的影响,利用溶剂热法成功制备了具有形状各向异性的立方晶形微纳米Fe粉.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子谱等手段,对所制样品的微观结构、形貌与组成成分进行了研究.利用矢量网络分析仪研究了吸波剂含量对吸波性能的影响.结果表明,立方体状α-Fe的尺寸约为300 nm,其质量分数与微波吸收性能呈非线性增强关系.当α-Fe质量分数为50%时,反射损耗高达-48. 9 dB,频率为8. 78 GHz,对应的涂层厚度为2 mm,反射损耗小于-10 dB的频率范围为2. 04～18 GHz,对应的涂层厚度范围为1. 28～7 mm.     

碳纳米管化学镀镍-钴-镧合金的微波吸收性能研究

为了提高碳纳米管的微波吸收性能,采用化学镀的方法在碳纳米管表面镀覆了一层Ni-Co-La合金层。利用扫描电镜、X射线能谱仪、振动样品磁强计、矢量网络分析仪分析了镀层形貌、成分与含量、磁性能,研究了其在2～18 GHz频段内的吸波性能。研究表明:添加适量的稀土镧能显著改善镀层的吸波性能,合金镀层中镧原子的含量可达4.16%(wt)。比较碳纳米管化学镀镍-钴-镧与碳纳米管化学镀镍-钴合金的吸波性能可知,碳纳米管化学镀镍-钴-镧合金反射损失更大,最低反射损耗达到-14.3 dB,反射损失超过-5 dB的频率范围为5.0～7.0 GHz,碳纳米管化学镀镍-钴-镧合金在其原有较高的介电损耗基础上兼具明显的磁损耗。     

纳米Fe_3O_4水泥基复合材料的制备和吸波性能

以FeCl_3·6H_2O(AR)、FeSO_4·7H_2O(AR)、NH_3·H_2O(AR)为原料,采用水热法制备得到纳米Fe_3O_4,采用X射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对其相组成、形貌与电磁性能进行了表征,将纳米四氧化三铁掺入到水泥基材料中制备水泥基吸波材料,采用弓形法测试水泥基吸波材料在8~18 GHz频段内的吸波性能。结果表明:纳米四氧化三铁的平均尺寸在80~90 nm之间;电损耗角正切tanδe和磁损耗角正切tanδm分别在0.03~0.29和0.01~0.41之间;当其掺量为10%,试样厚度为30 mm时,水泥基复合吸波材料在8~18 GHz频段范围内的吸波性能最佳,反射率小于-10 d B的频带宽为4.7 GHz。     

柠檬酸盐衍生Fe_xCo_y/C复合材料吸波性能研究

针对军事和民用领域对新型吸波材料的需求,以柠檬酸既作为络合剂,也作为碳源,与不同比例的铁、钴盐混合形成凝胶,干燥后在惰性气氛中高温热解,得到Fe_xCo_y/C复合材料.对所得复合材料进行物质结构、形貌及磁性能表征,并测试了复合材料的电磁参数,研究了材料对电磁波的损耗能力.结果表明:FeCo合金化对碳组分的石墨化程度和材料的磁性能产生影响,改善了复合材料的介电性能及磁性能;当Fe/Co比为1∶1时,反射损耗达到最小值-39.5dB,响应频宽为3.4GHz(9.1～12.5GHz).     

W型Zn-Co铁氧体的制备及微波吸收特性

利用柠檬酸溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成了Ba（Zn1-xCox）。Fe15O27铁氧体纳米粉末．通过XRD和矢量网络分析仪测定了粉末样品的晶体结构和电磁参数．实验结果表明,Co的替代可以降低W相的成相退火温度;x=0．35的样品为复相铁氧体,在GHz附近有较高的磁损耗正切角和电损耗正切角;x=0．4的样品为W型六角铁氧体相,其自然共振吸收峰在9．0GHz,1mm厚样品的最大反射功率损耗达35．6dB,但在GHz频段没有明显的吸波特性．     

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。     

C波段高铁粉煤灰颗粒电磁特性研究

为了防止C波段电磁信号泄露和干扰,研究高铁粉煤灰作为建筑吸波剂的适用性,通过试验测定了高铁粉煤灰颗粒电磁参数及复合高铁粉煤灰水泥浆体的吸波性能.结果表明:在C波段,原状高铁粉煤灰颗粒是以介电损耗为主的电磁波有效损耗介质;磨细、磁选工艺可明显增大高铁粉煤灰颗粒电磁参数值,并影响吸波机制;在碱性环境条件下,高铁粉煤灰电磁参...     

多孔螺旋碳纤维低成本制备和增强吸波性能研究

研究报告了一种受生物启发的螺旋碳纤维低成本、无催化剂的制备方法,即以茶叶体内天然螺纹导管结构为模板,通过高温碳化获得螺旋碳纤维(SCFs)材料.并且通过KOH活化造孔,获得了具有高比表面积(1923.56 m2/g)和高孔容(1.06 cm3/g)的多孔活性螺旋碳纤维(ASCFs)材料.微波吸收测试结果显示活化后的PASCFs材料具备更高的介电损耗和良好的阻抗匹配性,体现出优异的微波吸收性能.在材料含量为10 wt％,匹配厚度为3.53 mm时,ASCFs在电磁频率7.3 GHz下的反射损耗(RL)高达-38.18 dB,比活化前SCFs的最大反射损耗(RL)提高了近13倍.     

聚苯胺@多孔羰基铁粉/多壁碳纳米管复合材料吸波性能研究

制备了导电高分子聚苯胺包覆多孔羰基铁粉(PANI@多孔CIP)/多壁碳纳米管(MWCNT)吸波复合材料,利用振动样品磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和网络分析仪,分别研究了不同填料质量分数的复合材料微观结构及吸波性能。结果表明,聚苯胺原位聚合可以很好地包覆在PCIP表面。在1~18GHz范围内,当多壁碳纳米管质量分数保持5%不变时,随着PANI@多孔CIP质量分数从20%增加到40%时,厚度为2.5mm的复合材料反射损耗峰由-7.8dB增加到-31.5dB;当PANI@多孔CIP质量分数为40%,厚度为2.5mm时,复合材料反射损耗在-10dB以下带宽约为3.1GHz。     

脊波导宽频带电磁参数测试技术

针对高损耗介质材料电磁参数的宽频带测试问题,提出了利用脊波导进行测试的新方法,建立了电磁参数测试系统,并采用TRL技术进行了系统校准。该方法仅用3个波段的脊波导即可覆盖2.0~18.0 GHz宽频带范围内的电磁参数测试,具有频带宽、体积小、测试精确度高等优点。     

ZnO/C复合材料的制备与性能

为了制备ZnO/C复合材料并探讨其吸波性能,利用金属有机骨架MOF-5为前驱物,采用溶剂热法制备了ZnO/C复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶转换红外光谱分析仪与矢量网络分析仪对ZnO/C复合材料的物相组成、微观结构、形貌及性能进行了分析.结果表明,ZnO/C复合材料是由薄片状组织堆叠形成的完整立方体结构,且ZnO与C分布均匀.当复合材料涂层厚度为7 mm时,在17.18 GHz处的反射损耗可以达到最大幅值.ZnO/C复合材料在远红外区和超远红外区均具有良好的吸波性能.     

基于反射特性的碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法

碳纳米管是隐身技术中的重要吸波材料,不同体积占比碳纳米管吸波材料吸波性能检测与评价是工程应用研究的热点问题.基于吸波材料中电磁波反射特性理论建模,提出利用反射系数表征碳纳米管吸波材料吸波性能的方法,利用等效电阻-电容网络模型,定量分析碳纳米管吸波材料的介电特性;利用层状介质传播模型,分析电磁波在金属衬底吸波介质中传播时的反射特性.不同厚度和体积占比的单壁碳纳米管/聚甲基丙烯酸乙酯吸波材料的反射特性仿真分析结果表明,碳纳米管吸波材料厚度大于1.4 mm时,材料开始具有吸波性,且随着碳纳米管体积占比与厚度的提高,反射系数的中心频率向低频方向偏移.当厚度为2 mm、体积占比为0.5％时,反射系数最小值为-19.07 dB,吸波效果最强;而当厚度为2.4 mm、体积占比为1％时,吸波频带最宽达到5.89 GHz.研究成果为不同体积占比的碳纳米管吸波材料制备与性能检测奠定了理论基础,具有一定的工程应用价值.     

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。     

耐高温宽带吸波超材料的设计及实验研究

提出了一种耐高温的宽带吸波超材料的设计和制备方法,得到了在整个X波段均具有90%以上宽带吸收率、可在室温到400℃工作的吸波超材料。该超材料结构由上层石墨电阻膜方片单元,底层石墨反射层以及中间氧化铝介质层构成,结构参数经过有限元模拟优化得到,通过丝网印刷法制备完成。实测与模拟吸收性能吻合良好,且在不同温度下能保持稳定的吸收性能。超材料的宽带强吸收源于磁共振机制带来的宽带阻抗匹配,以发生在电阻膜层的欧姆损耗为主。得益于磁共振机制,其吸波性能保持了较好的稳定性。与传统耐高温吸波超材料相比,该耐高温吸波超材料具有频带宽、吸收强、厚度薄、制备便捷、温度适应性好等特点,有望运用于高温吸波隐身及电磁兼容等领域。