纳米吸波材料及性能

由于纳米材料特殊的结构特征及其特殊的物理化学特性,使得纳米材料具有极好的吸波特性。文章从纳米材料的特点出发,分析了纳米吸波材料的性能特点,阐述了其吸波机理;介绍了各种纳米吸波材料的制备及性能的最新研究进展。     

新型结构吸波材料研究

以碳毡为骨架，通过沉积镍或镍铁合金，辅之以传统吸收剂，获得制备工艺简单，成本低廉，并具有良好吸收性能的结构吸波材料，研究表明，呈网状结构的金属镀层，配合以碳黑和少量铁氧体添加剂，可以在８－１８ＧＨｚ的波段上实现６．８ＧＨｚ的１０ｄＢ以上吸波带宽。     

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.     

复合轻型吸波涂层电磁参数及吸波性能的研究

制备了复合轻型导电磁材料与环氧树脂吸波涂层,用３ｃｍ波导式测量线在９．２ＧＨｚ测量其电磁参数及吸波性能。实验结果表明,复合导电导磁材料与环氧树脂的质量分数对吸波涂层的电磁参数及吸波性能有较大影响,当复合导电导磁材料与环氧树脂的质量分数为５０％,涂层厚度为１．７ｍｍ时,吸波效果最好。其吸收峰值为３４ｄＢ,大于１０ｄＢ的有效带宽,达１１ＧＨｚ。     

吸波材料研究现状和发展趋势

主要介绍了传统型和新型吸波材料吸波原理、材料种类及其特点以及应用现状,指出了吸波材料的发展趋势。     

磁化处理对吸波涂层吸波性能的影响

按相同比例制备了两组掺杂Mn-Zn铁氧体复合聚苯胺吸波涂层．一组放入外磁场中磁化,一组放置在空气中,然后将两组样品分别放入3cm波导测量线中,在9．2GHz的频率点处测量其电磁参数及吸波性能．吸波涂层在外界磁场处理后,涂层获得较高的各向异性．从而影响到涂层的电磁参数及吸波性能．结果表明,经磁化处理的吸波涂层的吸波效果优于未磁化处理的吸波涂层,这给出了一种增加吸波涂层吸波效果的方法．     

微晶化处理对Fe-Cr合金氧化性能的影响

为提高Fe-Cr合金的抗高温抗氧化性能,采用电火花沉积技术对不同Cr含量的Fe-Cr合金表面进行微晶化处理,研究了铸态和微晶化合金在900℃空气中的抗高温氧化行为。氧化动力学曲线、物相分析、表面和截面形貌表明,当Cr含量较低时,微晶化处理提高了Cr的扩散速度,但不足以生成连续的氧化膜,氧化性能变差;当Cr含量较高时,微晶化处理降低了形成保护性氧化膜的临界含量,微晶化处理的Fe-9Cr和Fe-13Cr合金抗氧化性能明显提高。微晶化处理Fe-13Cr合金的抗高温氧化性能最好,这是由于微晶化处理后13%(质量分数)的Cr可以形成连续致密的保护性氧化膜。因此,微晶化处理是提高材料抗高温氧化性能的有效方法,可应用于高温氧化领域。     

聚氨酯泡沫复合材料的制备及其吸波性能研究

以聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯为主要原料,水为发泡剂,经过预聚和发泡合成了聚氨酯泡沫材料,并采用两种不同的工艺在其中掺杂碳纳米管,制备成复合吸波材料.采用数字化矢量网络分析仪(Agilent 8722ET型)在5～18 GHz频段范围内对该材料的微波吸收性能进行了测试.结果表明:掺杂了碳纳米管的聚氨酯复合泡沫材料在11～17 GHz频段内具有良好的微波吸收效果,并且吸波强度随着碳纳米管掺杂比例的增加而增大.     

非均匀介质吸波性能研究

研究了介电常数及磁导率变化的非均匀介质对入射平面电磁波的规律,导出了非均匀介质层对电磁波无反射吸收的条件,探讨了吸波能力强,由导电板分隔的电介质层状变化结构,所得的研究成果为吸波体设计提供了一定的理论依据。     

三叶形截面碳化硅纤维介电性能与吸波性能研究

对三叶形截面SiC纤维的介电常数，吸波性能与力学性能等进行了研究，三叶形碳化硅纤维的ε′，μ′，μ″值与圆形截面碳化硅纤维的基本相当，但ε″值却明显增大，约为圆形碳化硅纤维的30－60倍。三叶形碳化硅纤维为非磁性损耗材料，在不同烧成温度下，ε′，ε″和tanδ都随频率增大而减小，当烧成温度为1100摄氏度时，ε′和ε″随频率升高而降低的速度最为明显，其介电损耗角正切tanδ的值为最大，为1．73－1．93，纤维具备这样的频响特性，能较好地解决非磁性吸收剂吸波频带窄的缺点，在8－18GHz范围内三叶形碳化硅纤维表现出良好的吸波性能，在11．6－18．0GHz范围内，反射衰减小于－10dB，其中，13．9－18．0GHz范围内，反射衰减小于－15dB最大反射衰减约为－20dB，与相当当量直径的圆形纤维相比，三叶形碳化硅纤维的抗拉强度平均提高约30％。     

电沉积铁铬合金的研究

研究了在甘氨酸和三价铬离子的水溶液中电沉积铁铬合金的工艺条件，在DK为10－30A／cm^2、pH为1．5－3．0的条件下，可得到外观亮泽，结合力好的铁铬合金镀层，其中铬的质量 分数可大于20％。还探讨了甘氨酸浓度、电流密度及pH对镀层中铬含量的影响，并初步研究了甘氨酸以及部分添加剂对电沉积过程的影响。     

甘氨酸在电沉积铁铬合金中的作用

研究不同浓度甘氨酸对电沉积铁铬合金过程的影响,分析了甘氨酸在电沉积过程中的作用.加入甘氨酸后,可得到优良的镀层,而不含甘氨酸时,镀层中夹杂铬的化合物,造成镀层质量低劣.甘氨酸浓度为0.4～0.8 mol·L-1时,镀层中铬含量较稳定.甘氨酸的加入使得阴极极化增加,电位负移.在此镀液中,甘氨酸与Fe(Ⅱ)络合,使其析出电位负移,达到铁铬共沉积的目的.     

纳米晶FeB合金的微波磁性

系统地研究了纳米晶FeB合金颗粒的微波磁性.样品由机械合金化方法制备,X射线衍射实验表明合金颗粒是由尺寸约为10 nm左右的纳米微晶组成的.对FeB合金系列样品进行直流及微波磁性测量,结果表明:(1) 纳米晶 FeB合金颗粒的饱和磁化强度σS随B含量增加而单调下降.(2) FeB合金颗粒的磁损耗μ",在B含量约为5at.%时达到最大值,其有效复数磁导率为μ=3.06-j3.44,相应的内禀磁导率达μi=5.67-j12.11,当B含量超过10at.%时,磁损耗μ"显著降低.(3) 磁损耗μ"的峰值频率随B含量的增加,基本呈下降趋势.通过上述研究,我们得出如下结论:(1) 合理地选择纳米晶 FeB合金颗粒的成分,可以有效地提高磁损耗μ".(2) 金属间化合物FeB相的出现,对材料的微波磁性将产生不利影响.     

Co添加对Fe-Si基合金微波吸收性能影响研究

为研制低频效应和宽频特性较好的吸波材料,以高纯块状Co、Fe、Si为原料,采用电弧熔炼和高能球磨工艺制备CoxFe80-xSi20(x=0,10,20,30)合金粉体,使用SEM、XRD和矢量网络分析仪等测试手段,研究了合金粉体形貌、结构及Co添加对合金吸波性能的影响。结果表明:制备的合金粉体主要由α-Fe相组成;Co的添加使Co-Fe-Si合金的反射率峰值变小,并随α-Fe晶粒尺寸增大而向低频移动;在涂层厚度为1.8mm的条件下,x=20的合金吸收峰频率和峰值分别为4.8GHz和-13.4dB,低频效应较好,x=10的合金吸波峰频率和峰值分别为6.2GHz和-14.8dB,低于-5dB的吸波带宽达14GHz,具有良好的吸波宽频效应。系统研究了Co10Fe70Si20合金的反射率随涂层厚度变化的规律,结果表明随着涂层厚度的增加,合金的反射率峰值向低频移动,当涂层厚度为3mm时,反射率峰值达到极值,即在3.7GHz处达到-14.8dB。     

电子显微术研究含铈铁铬合金的氧化行为

利用ＳＡＭ、ＸＰＳ和ＳＥＭ技术,研究含铈的铁－１８铬合金的氧化膜的形貌特征,测定每间隔数个纳米的不同深度的氧化层的组分,分析它的结构状态,动态分析结果,获得了铬向外迁移、改变氧化膜成分和结构、以及铈向界面扩散和偏聚的试验数据。根据结果进一步探讨了添加微量元素铈对合金元素铬在氧化过程中扩散的影响。     

Fe-Cr合金的钝化膜和点蚀发展模型

本文采用AFS和FPMA以及旋转圆盘—圆环电极等方法,对三种Fe-Cr合金在3.5％NaCl溶液中的钝化和点蚀行为进行了研究,考察了铬的作用和溶解机理,并据此提出了两种点蚀发展模型。     

镍—铬合金与O2—SO2—SO3反应机理

本文研究了Ni16Cr,Ni16Cr3AI、Ni16Cr3Ti及Ni16Cr2Nb等合金在700℃,常压下于O_2-10％(SO_2+SO_3)环境条件下硫化-氧化行为.通过X-射线衍射及扫描电镜技术对腐蚀产物组成及形貌进行了观察。在含有SO_3的情况下,Nil6Cr合金腐蚀速度较快,加入2％的Nb,对其抗腐蚀性能无太大影响,加入3％的Al或Ti时的腐蚀速度明显下降。主要腐蚀产物以初始合金表面为界分为内、外两层。外层是NiO和Ni_3S_2的混合物,内层包括所有合金元素的氧化物和硫化物。整个反应中包含Ni由合金基体向腐蚀产物的外层扩散,以及硫和氧在相反方向上的迁移。腐蚀产物层中传质分析表明,氧化物-硫化物混合产物层的组织形态,对控制整个传质过程起着主要作用。     

橡胶特性及组分的微波诊断

采用全填充短路波导法对含碳黑硫化胶在硫化过程中的介电特性进行了研究。结果表明，橡胶的介电常数能反映硫化过程中交联程度的变化，并且不同配方的橡胶在硫化过程中的介电性质能反映出橡胶内碳黑品种和橡胶品种的不同。     

微波烧结Y2O3-ZrO2陶瓷的特异性

用微波和常规方法烧结了Y2O3掺杂量为2％（摩尔分数）的ZrO2陶瓷（2Y－TZP陶瓷）。用X－射线衍射法（XRD）和扫描电子显微镜（SEM0观测了材料的相组成和显微结构，同时研究了材料的致密性和力学性能。结果表明；尽管微波烧结的样品平均晶粒尺寸比临界晶粒尺寸大很多，但其四方相的含量却比常规烧结的样品多；微波烧结的2Y－TZP陶瓷抗弯强度较高。