聚氨酯表层涂覆制备掺铍碳化硅泡沫的研究

目的采用模板法通过先驱体涂覆裂解工艺获得性能优异的掺铍碳化硅泡沫陶瓷。方法以掺铍聚碳硅烷(PBe CS)、二甲苯作为先驱体配制浆料,采用聚氨酯泡沫为模板,表层挂浆并烧结预制件后获得碳化硅泡沫陶瓷。运用XRD、SEM、波导法、保护热板法等手段,研究了浸渍液配比、烧结温度与Be元素对泡沫陶瓷结构、电磁性能、热导率的影响。结果 PBe CS经过陶瓷裂解后转变为无定型Si C,组成泡沫陶瓷的骨架。泡沫的开孔率为70%~90%,网孔的孔径介于0.5~1.2 mm之间。随着温度、浸渍浓度的增加,骨架的表面越平滑,致密化提高。Be元素的添加提高了陶瓷产率,先驱体中Be含量过低及泡沫陶瓷孔隙率高,导致了Be元素的低介电损耗、高热导率等性能没能在材料的整体复合性能中得到体现。结论通过改变浸渍液配比、烧结温度可以获得所需结构性能的掺铍碳化硅泡沫陶瓷,Be元素对材料性能提升的证明还需进一步研究。     

Micromagnetic simulation and experimental study on microwave permeability of nano-magnetic films

From the point of view of application in the microwave band, the theoretic and experimental researches of nanostructural magnetic films were carried out. Micromagnetic structure of the nano-magnetic film was simulated by the finite element method. The typical micromagnetic was obtained. Corresponding experiments were also done aiming at the Co40Fe40B20-SiO2 nano-granular films. The results show that the characteristics of nano-magnetic film correspond with the micromagnetic ripple theory. The microwave permeability of nano-magnetic films deduces and well fits the Landau-Lifshitz-Gilbert （LLG） equation. The films present large microwave permeability and high resonant frequency （μ′ and ,μ＂ at 2 GHz are about 100 and 40 respectively and the resonant frequency is about 2.8 GHz）. The additional peak of μ″ originated from perpendicular anisotropy and micromagnetic ripple structure can be suppressed by the annealing process. Thus, the microwave complex permeability spectra of these nano-magnetic films can be tailored for different applications.     

La和Ce改性四针状氧化锌晶须抗菌纤维的制备与抗菌性

选用四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)作为主要成分,并利用稀土元素可在T-ZnOw禁带中产生附加能级扩展光谱响应范围的性质,选用常见稀土元素La和Ce对T-ZnOw进行改性,采用浸渍法使改性T-ZnOw均匀分布在活性碳纤维上,制备出一种具有可见光响应的高性能广谱抗菌性纤维。结果表明,在经过稀土元素改性的T-ZnOw负载到活性碳纤维后,制成的新型纤维具有较好的抗菌性。     

含铍先驱体的合成与表征

以铍块、浓盐酸、乙醚、甲基镁、甲酸等为原料合成了含铍先驱体。采用XRD、元素分析仪、ICP、红外光谱对先驱体的组成、结构进行了表征。结果表明,先驱体中含有有机铍并且以-C-Be-C-形式存在。此外,所合成的先驱体经纺丝后可得到长度50～80cm、直径约100μm的有机纤维。     

磁性吸波碳纤维掺杂聚氨酯泡沫制备夹层结构吸波材料

通过在碳纤维表面进行磁性涂层制备出具有吸波效果的磁性涂层碳纤维,在聚氨酯中仅掺杂质量分数〈5%该纤维发泡得到吸波聚氨酯泡沫,经与透波层和反射层复合可以得到宽频和轻质的结构吸波材料。     

磁性涂层碳化硅纤维的电磁特性研究

为了改善可应用于结构隐身吸波材料的碳化硅纤维的吸波性能并保证其良好力学性能,采用溶胶-凝胶技术在碳化硅纤维表面涂敷一层钡铁氧体材料,重点探讨了溶胶-凝胶工艺中水量、pH值和温度等主要工艺参量对碳化硅纤维表面钡铁氧体成膜特性的影响,采用正交设计的实验方法研究高温热处理的温度和时间两个主要影响因素对镀覆钡铁氧体的碳化硅纤维磁性能的影响.结果表明,反应温度为80℃,pH=5,H2O/[M2 ]=30～35时,可以得到适合对碳化硅纤维表面进行涂敷的溶胶;热处理温度为900℃,走丝速度为168 s/m的情况下,可获得比饱和磁化强度为1A·m2/kg的钡铁氧体涂层连续碳化硅纤维.     

三叶形截面碳纤维的吸波性能研究

模拟了截面形状为三叶形的单根碳纤维在真空中的电磁散射特性。结果表明,单根碳纤维的雷达散射截面(RCS)会随着入射波频率的增加而增加;在入射波频率一定的情况下,单根碳纤维的RCS会随着纤维的长度、横截面面积、电导率的增加而增加,而叶片之间夹角的变化对RCS几乎无影响。     

空心结构短切碳纤维散射特性研究

在相同质量分数下空心碳纤维相对实心碳纤维数量更多,可以形成更致密的网络结构,因而有更好的应用特性.为了研究空心结构短切碳纤维的散射特性,基于有限元方法,推导了支配方程,对单根纤维建立仿真模型,并进行区域离散和设定边界条件,建立方程组并求解出碳纤维表面电场的分布情况.计算结果表明,相同外直径下,空心碳纤维表面电场强度比实心碳纤维小;空心碳纤维表面电场强度随着直径、壁厚和电导的增大而增大.     

含铍碳化硅纤维的力学性能及其表面形貌研究

目的提高碳化硅纤维的高温力学性能。方法以含铍聚碳硅烷为原料,采用先驱体转化法制备含铍碳化硅纤维,对含铍碳化硅纤维进行SEM和XRD分析,并对其常温和高温力学性能进行测试。结果制得的纤维直径在20~30μm,表面光滑,无明显缺陷。纤维常温拉伸强度为600~700 MPa,与商品级碳化硅纤维有较大差距,但在空气中800℃加热2 h后,拉伸强度提升30%以上。在空气中1100℃加热2 h后,纤维表面形貌无明显改变,拉伸强度仍能保持90%以上。在空气中1200℃加热2 h后,纤维表面出现裂纹,导致其拉伸强度明显下降。普通Si C纤维的拉伸强度随着空气热处理温度的升高而不断下降,并且在相同的空气热处理温度下,其强度保留率明显低于含铍碳化硅纤维。在空气热处理过程中,含铍碳化硅纤维表面生成了Si O2层,而普通碳化硅纤维却没有生成Si O2。结论含铍碳化硅纤维在空气中具有优异的耐高温性能,原因是Be元素促使纤维表面的Si C氧化生成了Si O2保护层,一方面阻止了纤维内部材料被进一步氧化,另一方面对纤维表面起到了加强作用。     

高频电大尺寸飞机目标的矩量法分析

高频段雷达散射截面(RCS)分析作为隐身设计的基础,具有十分重要的研究意义,如何精确计算电大尺寸复杂飞机目标的RCS,是隐身设计的一个难题。针对这个问题,建立了一个无人机的真实尺寸模型,使用高精度的矩量法进行计算。为了使矩量法能适应电大尺寸复杂目标的计算,对三维实体模型进行了简化,并进行合理的网格剖分,应用多层快速多极子方法来提高计算效率,成功降低了计算量。经PEC球体验证了算法的有效性之后,对无人机模型进行计算,分别得到了单站RCS和双站RCS结果。分析结果发现单站RCS随频率的提高而增加,并受到几何外形和姿态角的影响;双站RCS的散射方向与入射波的极化方向有关,呈现出明显的对称性,并且前向散射比后向散射更为明显。