双层雷达波吸收平板吸波特性研究

依据阻抗匹配原理与电磁波传播规律,设计了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料。研究了以硫化锑作为匹配层填充物,炭粉作为吸收层填充物的双层吸波体的吸波性能。结果表明:面层硫化锑填充量选定为15%(ω),当底层炭粉填充量为30%(ω)时,试样总厚度为4.0mm,测试频率为8~18GHz,R<-10dB的频宽为7.6GHz,最大吸收峰值在13.8GHz(R=-20.89dB)。当底层炭粉填充量为35%(ω)时,试样总厚度为3.4mm,R<-10dB的频宽为7.2GHz,最大吸收峰值在13.8GHz(R=-15.85dB)。具有一定的工程应用价值。     

掺天然磁铁矿水泥基复合材料电磁波吸收性能研究

以天然磁铁矿粉为低成本吸收剂制备了水泥基吸波材料,采用矩形波导法测试了不同磁铁矿掺量试样的复介电常数与复磁导率,并基于传输线与阻抗理论计算了试样的反射率。结果表明,掺天然磁铁矿水泥复合材料在8.2~12.4GHz频率范围内具有较高的电磁参数,表现出明显的电损耗与磁损耗。磁铁矿水泥复合材料存在2.5和8.5 mm两个匹配厚度。随磁铁矿掺量的增加,吸收峰向低频方向移动。当试样厚度为2.5mm时,磁铁矿掺量15%时,复合材料吸波性能最好,吸收峰值达到-14.8dB,反射率低于-10dB的频带达到2.1 GHz,而试样厚度为8.5mm时吸收峰值较低,但是吸收频带较窄。     

铁氧体与水泥复合吸波材料的研究

以碳酸锰、氧化锌和氧化铁为原料,经球磨、煅烧得到锰-锌铁氧体,然后与水泥复合制得水泥基复合吸波材料,研究铁氧体吸波剂掺量、胶凝材料品种和试样表面形状对复合材料吸波性能的影响及其力学性能.结果表明:铁氧体在水泥材料中较稳定,其用量和复合材料的表面形状对吸波性能均有较大程度的影响;在8～12.5GHz频率范围内,掺35%铁氧体的水泥基复合材料的反射率基本上都＜-6dB,而粗糙面试样的反射率均＜-7dB,最小反射率达-10.5dB;其28d强度与纯水泥样品相比约有下降.     

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.     

碳纳米管/镍铁氧体涂层的吸波性能及吸波机理

采用柠檬酸络合物形成的溶胶凝胶制备了镍铁氧体,并将所得镍铁氧体与碳纳米管混合均匀,得到不同碳纳米管质量分数的复合材料。采用微波矢量网络分析仪测量了复合材料的电磁参数,根据电磁参数研究了1mm厚涂层在2~18GHz频段的微波反射率。结果表明:复合材料的吸波性能明显优于单纯的镍铁氧体材料,而且复合材料中碳纳米管含量对吸波性能有明显的影响。对于厚度为1mm的薄涂层,当碳纳米管的质量分数为20%时,涂层具有最优的吸波性能,最大吸收峰值达-14.02dB,小于-10dB的有效带宽达3GHz;然后通过电损耗功率密度分析了复合材料的微波吸收机理,并给出了厚度为1mm的薄涂层,当其中的碳纳米管含量为20%时,吸波效果最佳的理论解释。     

用于电磁波吸收的碳纳米管水泥基复合材料

采用弓形法对多壁碳纳米管(MWCNTs)水泥基复合材料的吸波性能进行了实验研究。结果表明,当MWCNTs掺量为0.6%(质量分数)时,厚度为25mm的试样在2.9GHz处获得最强吸收峰值-28dB,并能够在2～8GHz范围内对出现在吸收峰值附近的电磁波进行充分吸收;厚度为35mm的试样在8～18GHz表现出良好的宽频吸波性能。当MWCNTs掺量为0.9%(质量分数)时,水泥基复合材料在8～18GHz低于-10dB的带宽达到7.1GHz。力学强度测试结果表明MWCNTs在一定掺量范围内改善了水泥基材料的力学强度,但掺量的继续增大会导致力学强度的下降。MWCNTs掺量为0.9%(质量分数)的水泥砂浆抗压强度为60.2MPa,抗折强度为10.2MPa,虽然较空白试样有所下降,但仍有较高的力学强度。     

单壁碳纳米管-CoFe2O4双层复合材料的微波吸收特性

通过直流电弧放电法制备了高结晶性单壁碳纳米管（SWCNTs）,采用溶胶凝胶自燃法制备CoFe₂O₄,并将两种材料复合制成SWCNTs-CoFe₂O₄双层吸波材料。使用Raman光谱、XRD、SEM、TEM和矢量网络分析仪对SWCNTs和CoFe₂O₄的形貌、结构和电磁性能进行了表征,并利用传输线理论分析了SWCNTs-CoFe₂O₄双层吸波材料在2~18 GHz频带内的微波吸收性能。结果表明,相对于单一材料,SWCNTs-CoFe₂O₄双层复合材料的吸波性能得到了极大提高。当CoFe₂O₄作为匹配层、SWCNTs作为吸收层时,通过调节匹配层和吸收层的厚度,SWCNTs-CoFe₂O₄双层复合材料的最强反射损耗可以达到-61.13 dB,低于-10 dB的吸收带宽达到7 GHz （8~15 GHz）。因此,SWCNTs-CoFe₂O₄双层复合材料是一种新型的有应用前景的高吸收宽频带吸波材料。     

基于遗传算法的介电梯度碳纳米管/环氧树脂吸波材料优化设计

将碳纳米管吸波剂超声分散到环氧树脂中,制备了碳纳米管/环氧树脂吸波材料。采用同轴法测试了2%、5%、9%(质量分数)碳纳米管/环氧树脂吸波材料电磁参数。随碳纳米管含量的增加,吸波材料的复介电常数不断增大。遗传算法优化设计的介电梯度碳纳米管/环氧树脂吸波材料最优结构为双层5%、9%(质量分数)碳纳米管/环氧树脂复合材料,其厚度分别为0.5146、1.3255mm,多层吸波材料反射率-5dB频带宽最大,为8.48GHz。     

石墨为吸波剂水泥基膨胀珍珠岩砂浆吸波性能研究

用石墨粉、闭孔膨胀珍珠岩与硅酸盐水泥等材料,制成具有电磁波吸收功能的砂浆层.应用弓形法对砂浆在2～18GHz吸波性能进行了测试,研究不同石墨含量、不同砂浆厚度与砂浆吸波性能的关系.当砂浆层体积中含有30%的膨胀珍珠岩,含有200目(mesh number)石墨粉含量为20%wt时,比含量15%和25%吸波效果好;粒径为...     

双层交换耦合电波吸收材料的研究

由永磁体和软磁性复合电波吸收材料制成双层交换耦合吸波材料，其吸波特性较两种单层吸波材料有较大提高：最大吸收量A从15－17dB提高到23．5dB，10dB带宽也由2．3－3．25GHz增加到3．75GHz，匹配厚度1．79mm。软磁层厚度的改变和两层间添加介质均对交换耦合效应有较大的影响，导电性能好的介质可大幅度提高双层交换耦合吸波材料的性能。     

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.     

铁氧体Ba(Zn_(1-x)Co_x)_2Fe_(16)O_(27)/环氧树脂复合材料吸波性能

采用化学共沉+高温助熔工艺制备了铁氧体Ba(Zn(1-x)Cox)2Fe16O27粉体,然后用模压法制备了铁氧体粉体/环氧树脂复合材料板,采用同轴电缆法测定了复合材料的电磁参数。研究表明,随着铁氧体中Co含量增加,铁氧体主相由BaZn2Fe16O27转变成Ba-Co2Fe16O27,材料磁损耗逐渐加强,复合材料与空气的电磁匹配特性在频率低于12GHz时较好。然后将M-玻璃纤维/环氧树脂复合材料置于铁氧体粉体/环氧树脂复合材料前端组合成多层复合材料结构,复合材料板与空气的电磁匹配性能和吸波性能都有很大提高。数据如下:当复合材料结构中x=0.75铁氧体吸波层厚度为2.0mm,结构总厚度5.3mm时,复合结构反射系数R的绝对值在2～8GHz时4dB、在8～18GHz时10dB的吸波性能。     

膨胀石墨基纳米镍、铁、钴化学镀制备复合吸波材料

为了获得薄、轻、宽、强等性能理想的吸波材料,采用化学镀的方法在膨胀石墨表面镀覆纳米镍、镍钴、镍铁钴,制备了复合吸波材料.SEM和EDs分析证实,膨胀石墨表面镍层、镍钴层、镍铁钴层的镀覆厚度约为70～150 nm.采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了复合吸波材料在2～18 GHz内的复介电常数(ε=ε'-jε")和复磁导率(μ=μ'-jμ").用吸收屏理论公式计算了反射率损耗(R.L)、匹配频段(fm)及匹配厚度(dm).结果表明,当dm=0.3 mm时,镀覆镍铁钴层的复合吸波材料最低的反射损耗达-28 dB,对应的fm=13.5 GHz,R>L<-10 dB时频宽达7.5 GHz.本法制备的复合吸波材料符合"轻、薄、宽、强"的现代要求.     

粉煤灰在水泥基材料中吸波性能的探索

为了研究粉煤灰在水泥基材料中的吸收电磁波性能,将Ⅲ级粉煤灰掺入水泥净浆中,制成厚度为15～30mm的试样,分别进行吸波性能测试.结果显示,粉煤灰在16GHz附近有一个14.5dB的吸收峰;掺入粉煤灰的水泥净浆,在低频率区1～4GHz范围内,有6～10dB的吸收峰;在高频率区4～18GHz内,一般只有4～6dB的吸收峰.掺量为30%、厚度为30mm的试样在17GHz附近有一个8.5dB的吸收峰.     

双层吸波材料吸波特性研究

依据阻抗匹配原理与电磁波传播规律,设计了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料.实验表明,匹配层对提高吸收率起着重要作用;需精确控制其吸波剂含量,以实现吸波效果.经测试:4#试样厚度为6mm,测试频段为8-18GHz,最大吸收峰值在14.1GHz(R=-28.14dB),R＜-10dB的频宽为6.7GHz;7#试样厚度为5.5mm,最大吸收峰值在9.6GHz(R=-27.48dB),R＜10dB的频宽为8.6GHz,R＜-15dB的频宽为7.6GHz;8#试样厚度为6mm,最大吸收峰值在16.8GHz(R=-24.24dB),R＜-10dB的频宽为8.6Hz.该结果具有一定工程应用价值.     

复掺纳米TiO2吸波剂和吸波功能集料的电磁吸波混凝土

利用纳米TiO_2掺合料、TiO_2功能集料双组分复掺的方法制备得到电磁吸波混凝土。研究了纳米TiO_2掺量、匹配层以及试样厚度对混凝土电磁吸波性能的影响,结果表明,TiO_2掺量为3%、10mm吸波混凝土加10mm匹配层的结构,其吸波性能最佳。分析认为纳米TiO_2掺量、匹配层的变化影响了混凝土与自由空间的波阻抗匹配,进而影响了电磁吸波性能。制备的电磁吸波混凝土具有良好的物理、力学性能,28d抗压强度超过40 MPa,可直接用作结构材料。     

溶胶-凝胶法制备NiFe_2O_4铁氧体及其微波吸收性能

采用溶胶-凝胶法制备NiFe2O4铁氧体,采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、矢量网络分析仪对样品的结构、形貌、电磁参数和微波吸收性能进行测试分析;利用匹配解析图求得样品的最佳匹配厚度和频率,利用传输线理论计算单层NiFe2O4吸波涂层与NiFe2O4-羰基铁双层复合吸波涂层的吸波效果。结果表明,当煅烧温度为1 200℃时,生成颗粒呈立方体结构纯净的NiFe2O4样品;NiFe2O4样品复介电常数和复磁导率的实部较小,虚部较大,具有较好的频率特性,适合制作匹配层;单层NiFe2O4样品的最佳匹配频率为5.92 GHz,最佳匹配厚度为6.48 mm,最小反射率峰值为-21 dB,反射率小于-10 dB的频宽为3.2 GHz;当NiFe2O4及羰基铁层的厚度分别为1.5、0.5 mm时,涂层反射率小于-10 dB的频宽达7 GHz。     

吸波剂用量对雷达吸波涂层吸收性能的影响

采用铁氧体、电阻型和电介质型物质作为吸波剂,制备出了具有阻抗渐变结构的三层复合雷达吸波涂层,探讨了表层、中层和底层吸波剂用量对吸波性能的影响.实验结果表明:增加表层、中层或底层吸波剂含量,均能使吸波性能曲线向低频端方向移动,反之,吸波性能曲线向高频端方向移动;选择适当的吸波剂用量才能拓宽、加深涂层的吸波性能.制备的试样中反射损耗可达-18.78dB和-33.15dB,其小于-10dB的频宽分别为4.08GHz和2.68GHz.     

石墨泡沫混凝土的吸波性能研究

多功能化和低成本有利于建筑吸波材料的应用。在频率8～18GHz范围内,采用弓形反射法测试了掺加石墨的水泥基泡沫混凝土的吸波性能,研究了石墨掺量、发泡剂用量和试件厚度对石墨泡沫混凝土吸波性能的影响。结果表明,掺加石墨后,泡沫混凝土吸波性能逐渐增强,石墨泡沫混凝土吸波材料中石墨的逾渗阈值为水泥质量的15%;随着发泡剂用量增加,石墨泡沫混凝土反射率逐渐降低。厚度为30mm时,泡沫混凝土吸波性能最佳,当石墨掺量和发泡剂用量分别为水泥质量的15%和2.5%时,反射率降低至-15.64dB,<-10.0dB的带宽可达3.0GHz,导热系数低至0.083W/(m.K)。石墨泡沫混凝土具有良好的保温和吸波性能,可以浇注施工建筑物的屋面和墙体,同时实现建筑电磁辐射防护和建筑节能的目标。     

Fe_3O_4@锂铝硅微晶玻璃/还原氧化石墨烯复合材料的制备和吸波性能

为了改善传统磁性吸波材料的阻抗匹配和提升吸波性能,将传统的磁性材料Fe_3O_4、透波材料锂铝硅微晶玻璃(LAS)和还原氧化石墨烯(RGO)进行复合,采用三步法制备Fe_3O_4@LAS/RGO磁性吸波复合材料。通过多种测试手段对其结构、形貌和组成进行表征,并分析其电磁参数和吸波性能。研究了基体氧化石墨烯(GO)添加量对Fe_3O_4@LAS/RGO复合材料的形成和吸波性能的影响,随着GO含量的增加,Fe_3O_4@LAS纳米球的分布变得稀疏,RGO堆叠程度变大。GO的质量分数为40wt%(Fe_3O_4与LAS摩尔比为1∶0.2)时,Fe_3O_4@LAS/RGO复合材料的吸波性能最佳,反射损耗在12.4GHz处达到-65dB,且仅需要2.1mm的匹配厚度,在该厚度下小于-10dB(超过90%的电磁波被材料吸收)的反射损耗达到4GHz。LAS作为涂覆在Fe_3O_4纳米球表面的透波层,引入了多重透射-吸收机制。