铁氧体和碳纤维双层复合材料吸波性能研究

使用溶胶凝胶法制备了M型六角铁氧体,测量了铁氧体和短切碳纤维复合材料在Ku波段的电磁参数,并根据电磁参数设计了双层吸波材料.结果表明:M型铁氧体复合材料的介电损耗和磁损耗都比较小,而短切碳纤维复合材料具有较高的介电损耗;内外层材料相同但厚度不同的双层复合材料表现出不同的微波吸收特性,其中,内层为M型铁氧体复合材料、外层为碳纤维复合材料、层厚分别为1.5 mm和0.5 mm的双层复合材料,表现出优良的微波吸收性能,反射率在-10 dB以下的有效带宽覆盖了整个Ku波段,最大吸收位于15.3 GHz处,反射率约为23.0 dB.     

吸收剂复合对提升羰基铁涂层吸波性能的影响

为提升羰基铁(CIP)涂层吸波性能,分别添加了电阻型吸收剂炭黑(CB)和透波材料二氧化硅(SiO_2),研究不同吸收剂的加入对其吸波性能的影响。用扫描电子显微镜表征其断面形貌,用弓形法测试其反射损耗(2~18 GHz频段)。结果表明,吸收剂的复合化显著提升了涂层的吸波性能。SiO_2的加入显著改善了吸收峰值,且随SiO_2含量的增加,峰值的改善更加显著。CB的加入也提升了涂层的吸波性能,但由于CB的高导电性,其加入量达到一定程度时,涂层的阻抗匹配条件恶化,吸波性能的提升也逐渐减小。当CB、CIP与聚氨酯质量比为0.1:5:1时,此时涂层吸波性能最佳,在6 GHz处可达-22.1 dB。吸收剂的复合化可有效提高传统吸波涂层性能,合理设计吸收剂的用量,可以获得吸波性能优异的涂层材料。     

通过物相和形貌演变提升多级结构CF@NiO/Ni复合材料的吸波性能

轻质和高效的碳基微波吸收剂在解决日益严重的电磁污染方面具有重要意义。为了解决单一碳纤维材料阻抗匹配差和损耗机制单一的缺点,本文采用水热法和退火处理方法,在碳纤维上原位制备了具有可调控物相和形貌的多级结构NiO/Ni纳米片阵列。结果表明,随着退火温度的增加,NiO/Ni体系中金属Ni的含量增加不仅增强了磁损耗同时也改善了阻抗匹配。另外,NiO/Ni纳米片呈现出明显的多孔结构。NiO/Ni、NiO/C、 Ni/C丰富的界面结构有助于极化损耗的增强。得益于三维导电网络、多级异质结构、强偶极子/界面极化、多重散射和良好的阻抗匹配等优点,最佳样品CF@NiO/Ni-500仅在3wt%填充量下,最小反射损耗达到-43.9 dB,有效的吸收带宽高达5.64 GHz。此外,雷达散射截面的仿真结果表明CF@NiO/Ni复合涂层能够有效抑制电磁波散射。本研究不仅丰富了碳纤维基吸波材料的结构设计与调控研究,也为碳基吸波材料的轻质宽频研究提供了新思路。     

吸波材料的物理机制及其设计

吸波材料是一种重要的军事隐身功能材料,其机理本质上是电磁波与物质相互作用,入射的电磁波通过介质最大限度地转变成热能或其他形式的能.评价吸波效能的主要参数是损耗因子、复介电常数、复磁导率.作者用简单的等效电路分析了材料吸波机制,阐明了这些参数的物理意义,定性地给出了吸波材料的设计方向.分析结果表明吸波材料的电磁损耗机制分为3种类型,即电阻损耗型、介电损耗型和磁损耗型;设计吸波材料时要综合考虑损耗吸收和波阻抗匹配2种因素;多元复合尤其是纳米无机物与有机聚合物复合,将3种损耗有效结合,并尽可能阻抗匹配,这是实现轻质、强吸收、宽频、微波红外隐身兼容且综合性能好的吸波材料的有效途径;研究材料的吸波特性还必须从微观层次上用量子理论分析材料对电磁波的基本吸收过程.     

吸波材料的研究现状与进展

吸波材料是一种重要的军事隐身材料和民用防护材料，其机理本质上是电磁波与物质的相互作用，由电磁损耗机制可分为三种类型，即电阻型、电介质型和磁介质型。本文从这三种类型的不同机理出发，分别论述了碳纤维、石墨、导电高聚物、钛酸钡、铁氧体及金属微粉的研究现状和发展趋势，较为详细地介绍了新型纳米材料的性质和在吸波方面的机理、应用，并对其它新型吸波材料的研究现状也有论述，最后对吸波材料的应用前景进行了展望。     

羰基铁吸波材料性能提升研究进展

为了研究提升羰基铁吸波材料吸波性能,对大量研究羰基铁吸收剂的形貌控制、表面包覆材料以及与其他不同损耗吸收剂复配的文献进展进行回顾和概括,并对今后羰基铁性能提升方面的研究走向进行展望.研究结果表明,羰基铁吸收剂仍将是今后隐身和电磁兼容领域研究和应用的主要方向.     

玻璃纤维布对ACF/FRP结构吸波复合材料导电性能和吸波性能的影响

本文对以活性碳纤维为吸收剂,玻璃纤维增强环氧树脂为基体的结构吸波材料（ACF/FRP）的弯曲性能、吸波性能与电导率进行了研究。在未加入玻璃纤维布时,材料的弯曲强度只有32.38 MPa,而在加入玻璃纤维布后,材料的弯曲性能达到了357.8MPa;随着偶联剂含量的增加,材料的弯曲强度先增后减,在含量为10%时,材料的弯曲性能达到最佳。通过研究吸波材料的吸波性能和电导率发现,材料的吸波性能与电导率的变化规律存在一致关系,这为预测此类复合材料的吸波性能提供了一种有效手段。     

BaZn2Fe16O27/石墨复合吸收剂的制备及其电磁吸波性能

采用固相法制备W型铁氧体BaZn2Fe16O27,将其与石墨按不同配比机械混合,制备出电磁性能优异的复合吸收剂。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对固相法制得的铁氧体粉末进行晶体结构和微观形貌的分析,结果表明,实验制得的粉体为纯相的BaZn2Fe16O27-W型铁氧体,微观形貌为六角片状。同时,使用网络分析仪在2~12 GHz的频率范围内对复合粉体微波电磁特性进行测试分析,并使用软件YRCompute模拟计算复合粉体的反射损耗,结果表明:铁氧体的磁损耗与石墨的介电损耗发生协同作用,复合粉体的电磁性能得到很大提高;随着石墨含量的增加,复合粉体的介电常数与介电损耗明显增加,介电损耗最大值从0.02升高到0.2,而磁导率与磁损耗则是先增大后减小;当石墨质量分数为4%时,复合粉体的反射损耗在5 GHz左右达到最大值-40.6 dB,并且小于-10 dB的带宽达到4 GHz,吸波性能优异。     

短切碳纤维-铁氧体填充的复合材料吸波性能

使用溶胶凝胶法制备了一种M型掺杂六角铁氧体，研究了该铁氧体、短切碳纤维以及玻璃纤维制成的单层和双层复合材料的微波吸收性能．结果表明：铁氧体和短切碳纤维混合填充的复合材料反射率在-10．0dB以下的有效带宽为3．5GHz；而以玻璃纤维复合材料作为面层的双层结构吸波材料在9．8～18．0GHz范围，有效带宽达到8．2GHz．     

W型锶铁氧体/片状Co微晶双层吸波涂层特性

水热法合成片状Co微晶材料,其在2~18GHz频段具有高介电常数和大的介电损耗.将片状Co微晶与W型锶铁氧体构成阻抗渐变的双层吸波涂层,对在2~18GHz频段其反射损耗随着各层厚度的变化关系进行表征.结果表明,双层吸波涂层具有涂层薄、吸收强和频带宽特性.如:当钴涂层和W型锶铁氧体涂层的厚度分别为0.8、1.2 mm时,最大反射损耗达到-50dB;反射损耗小于-8dB时的频带为8.64~12.08GHz.     

微米磁性复合材料超声波吸收检测研究

目的研究磁性SiO2-Fe3O4-P(NIPAM-co-AA)有机-无机复合微球及复合材料的制备、吸收超声波的能力和吸波机理。方法分别对不同系列样品的超声衰减系数及声速进行测量、比对分析。结果磁性复合材料声衰减系数随SiO2的包覆厚度增大而增大,磁含量大小对声衰减系数有一定的影响,同时超声衰减系数对频率有很强的依赖性。结论复合材料中SiO2的包覆厚度、磁性大小对声衰减系数、超声速度有不同影响,此复合材料应用于超声波吸波材料时在较高频率对超声波的吸收效果好。     

兼具铁磁性的导电聚苯胺复合物电磁参数及吸波性能的研究

制备了两种磁性材料与聚苯胺合成的复合物,采用3cm波导式测量线在8～14GHz频率范围内．用多点拟合的实验和计算方法对这类复合聚苯胺的电磁参数及微波吸收特性参数进行了测量．实验结果表明,复合聚苯胺在吸收剂中的浓度对电磁参数及吸波性能的影响很大．对Mn-Zn铁氧体复合聚苯胺,当浓度为0．23g／cm^2时,其平均衰减为14．767dB,最大衰减为40．260dB,衰减为10dB时的频宽可达3．6GHz,是一种性能优良的微波吸收材料。     

磁介质吸波剂/多孔金属材料吸波性能

为了研究磁介质吸波剂/多孔金属材料吸波性能,在泡沫铝合金表面涂覆了Ni-Zn铁氧体(CFe)、羰基镍粉(CNi)以及二者的复合粉,利用GJB 2038—94"雷达吸波材料反射率测试方法"中的雷达截面(RCS)法对该材料的微波反射率进行了测量.结果表明,在12～18GHz频段内,复合磁介质吸波剂/泡沫铝材料吸波性能介于单一吸波剂样品CFe与CNi之间;在26.5～40 GHz频段内,羰基镍质量分数为40%的泡沫铝复合材料吸波性能最好,当其质量分数大于40%时,材料吸波性能逐渐降低.因此,在泡沫铝合金表面涂覆适当比例的Ni-Zn铁氧体与羰基镍复合粉,可以进一步改善材料的吸波性能.     

基于MIDAS模拟的碳纤维混凝土井盖受力性能分析

以碳纤维替代钢筋研发碳纤维混凝土井盖,旨在改善混凝土井盖的力学性能和耐久性能.试验研究了用于碳纤维混凝土井盖的混凝土配合比,分析确定了碳纤维的掺入量,利用MIDAS模拟了碳纤维混凝土井盖在车辆荷载作用下的受力性能.研究结果可为碳纤维在混凝土井盖中的应用提供理论依据.     

BaMnZnCo-W型铁氧体微波吸收特性的研究

对BaMnZn-W型铁氧体的制备和Co2+含量对其微波吸收特性的影响进行了分析研究,发现有一个2.5mm厚的涂层在11.5GHz频率左右有一较大的损耗吸收峰,峰值高达40dB.初步分析了此损耗吸收峰可能产生的机制,同时比较了在相同条件下加碳纤维前后铁氧体吸收特性的变化.     

Ni-Zn铁氧体复合吸波涂料制备及性能的研究

对Ni-Zn铁氧体复合吸波涂料制备工艺进行了研究,采用沉降法对偶联剂和分散剂进行筛选;利用波导法对复合吸波剂电磁参数进行了测量;扫描电镜(SEM)对吸波剂的形貌进行了分析。结果表明:经过偶联预处理后的Ni-Zn铁氧体粉分散效果良好,有利于吸波涂料的均匀性和稳定性。添加La2O3后与单一的Ni-Zn铁氧体相比,磁导率和电导率得到了的改善,进一步提高了其吸波性能。     

纤维改性沥青混合料性能的研究现状与展望

纤维材料作为一种沥青混合料添加剂和稳定剂,能有效改善沥青路面的各项性能指标,首先从纤维材料的自身特性出发,介绍了几种常用路用纤维的物理力学特性以及近年来开发出的新型绿色环保型纤维材料;通过复合材料理论、界面理论等相关理论模型解释了纤维材料对沥青混合料的微细观改性机理;总结了现有关于纤维改性沥青混合料的界面表征分析方法;...