雷达吸波功能纤维及纺织品的研究进展

介绍了目前吸波材料中常用的碳纤维、碳化硅纤维、多晶铁纤维及其改性纤维、异性截面纤维、纳米级纤维、手性纤维的吸波机理、制备方法和性能;综述了吸波功能纺织品的开发途径、制备方法和性能;展望了纤维吸波剂及其复合材料以及柔性吸波纺织材料的发展前景.研究结果表明:对吸波纤维进行物理、化学改性,控制纤维的形态特征、长径比、孔隙率,不仅可提高其吸波性能,还可改善其机械与热学性能;调节吸波纤维的含量、分散方式、织造工艺与组成结构可有效改善吸波纺织品的吸波性能.     

涂挂法电磁改性水泥基复合材料的吸波性能

为了获得具有吸波性能的水泥基复合材料,首先,采用涂挂法对闭孔珍珠岩和粉煤灰漂珠表面进行电磁改性.然后,通过测量各改性珍珠岩和粉煤灰漂珠与水泥基材料复合后材料的电磁波反射率,获得了吸波效果稳定的涂挂材料比例.最后,对比研究了改性珍珠岩水泥基复合材料和石墨(或铁氧体)复合水泥基材料在S～C波段和X～Ku波段的电磁波反射率,并通过扫描电镜观测改性珍珠岩的微观结构.结果表明:石墨和铁氧体在连续釉化面与特殊蜂窝结构相间的珍珠岩颗粒表面分布均匀,形成有效谐振腔吸波体;涂挂法改性闭孔珍珠岩能有效提高水泥基材料的吸波性能,拓宽-10dB带宽.     

基于VO2电阻膜的太赫兹波段可调超宽带超材料吸波体设计

利用VO_2(二氧化钒)薄膜的电导率可调特性设计了一种太赫兹波段可调超宽带超材料吸波体.首先,模拟计算了不同温度时吸波体的吸收率,结果表明,当温度为45℃时吸波体在2.854 THz～8.938 THz的吸收率保持在90%以上,实现了电磁波的超宽带吸收;当温度从45℃逐渐增加到80℃时,吸波体在2.854 THz～8.938 THz的吸收率逐渐下降,实现了吸收率可调的功能;其次,通过对表面电流分布进行监控与分析,阐述了其电磁波宽带吸收及吸收率可调的机理;最后,模拟分析了温度为45℃时,入射波极化状态和入射角度对吸波体吸收特性的影响.结果表明,由于结构单元的旋转对称性,吸波体的吸收特性具有极化不敏感的特点;随着电磁波入射角度的增大,其吸收率逐渐降低.     

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。     

核壳粒子复合材料电磁波吸收层的吸波特征数值模拟

基于电磁波吸收和反射的基本理论,在探讨核壳粒子复合材料的等效电磁参数的基础上,针对核壳粒子复合材料的电磁波吸收层的吸波特征及其厚度的优化设计展开研究.分别探讨了由核壳粒子复合材料组成的单层和双层电磁波吸收层的吸波特征,给出不同入射角下功率反射系数与电磁波波长以及吸收层厚度之间的关系,确定其最佳电磁波吸收厚度.通过比较可以得出在同等条件下,含核壳粒子吸收层的吸收性能明显优于传统的常规材料吸收层.     

涂层介质参量的优化设计及偏差

通过对涂型吸波材料内电磁波传输损耗机理的研究,提出了单涂层吸波材料优化设计的两项原则．此外,研究了一系列相关参数间的作用规律,讨论了涂层介质参量在偏离匹配条件的前提下对涂层吸收性能的影响,这对研究吸波材料的性质具有一定的意义．     

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。     

基于超材料的宽带吸波/透波一体罩设计

基于频率选择表面设计了一种具有透波功能的宽带超材料吸波体,首先模拟计算了吸波体的吸收率和透过率,结果表明,吸波体在4.572GHz～11.583GHz和14.604GHz～17.017GHz之间的吸收率达到了85%,在13.046GHz处的透过率达到了70%,同时具有宽带吸波和透波的功能;通过对其表面电流分布进行监控与分析,阐述了其电磁波宽带吸收和透波的机理.其次,模拟分析了入射波极化状态和入射角度对吸波体吸收特性和透波特性的影响,结果表明,由于结构单元的旋转对称性,吸波体的吸收特性和透波特性具有极化不敏感的特点,但是其对入射角度比较敏感.最后,模拟分析了其结构尺寸参数以及集总元件电参数对其吸收特性和透波特性的影响.     

基于石墨烯光电特性的超宽带可调超材料吸波体设计

利用石墨烯的电导率可调特性设计了一种超宽带可调超材料吸波体。模拟计算了不同石墨烯费米能级时吸波体的吸收率,结果表明,当石墨烯费米能级为0.7 eV时,吸波体在1.74 GHz ~10.44 GHz 的吸收率保持在90%以上,实现了电磁波的超宽带吸收;当改变外加电压使石墨烯的费米能级从0.7 eV逐渐减少到0 eV时,吸波体在1.74 GHz~10.44 GHz的吸收率逐渐下降,其调制深度可达53.8%,实现了吸收率可调的功能;通过对表面电流分布进行仿真与分析,阐述了其电磁波宽带吸收及吸收率可调的机理;模拟分析了石墨烯费米能级为0.7 eV时,入射波极化状态和入射角度对吸波体吸收特性的影响,结果表明,由于结构单元的旋转对称性,吸波体的吸收特性具有极化不敏感的特点;随着电磁波入射角度的增大,其吸收率逐渐降低。     

碳纤维在吸波材料中的应用

综述了吸波材料的设计要点,碳纤维在吸波材料设计过程中的发展现状,碳纤维吸波材料的最新进展,提出了碳纤维吸波材料的研究方向.     

纳米Fe含量对Fe/环氧树脂复合材料吸波性能的影响

为有效防止家用电器的杂散电磁辐射对人体的危害，设计并制备了纳米Fe颗粒增强环氧树脂基复合材料，本文介绍了该复合材料的设计原理，纳米Fe粉的粒径分布和复合材料的制备工艺，并对其微波吸收行为进行了探讨，研究表明，纳米Fe颗粒增强环氧树脂基复合材料具有良好的吸波功效，吸波规律与Fe粉添加量有关系，随Fe粉含量增加，吸波效率增大，但到达一个峰值时又回落，中间有一最佳值。需进一步研究其它吸波介质和复合介质的电磁匹配参数。     

碳纤维用环氧树脂上胶剂的改性研究

在环氧树脂乳液中分别加入了3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二环己基甲烷（DMDC）和7k型水溶性胺类固化剂，以提高碳纤维上胶剂的集束性。研究了固化剂用量、种类对上胶剂稳定性、集束性及复合材料界面粘接性能的影响。采用离心沉降法评价了上胶剂的稳定性，通过傅立叶红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）分析了上胶剂的化学结构和复合材料的破坏断口。结果显示，7k型水溶性固化剂可以提高环氧树脂乳液的稳定性，明显改善碳纤维的集束性，同时提高碳纤维与环氧648基体树脂间的界面粘接性能，使复合材料的层间剪切强度（ILSS）从77MPa提高到86.5MPa。     

碳纤维加固二次受力梁斜截面抗剪的试验研究

通过5根损伤的钢筋混凝土矩形简支梁的抗剪试验,对用CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastics）补强二次受力钢筋混凝土梁斜截面强度的力学性能进行了试验研究。研究表明,用CFRP补强钢筋混凝土梁斜截面强度效果良好。     

Automatic Fiber Orientation Detection for Sewed Carbon Fibers

Automatic production and precise positioning of carbon fiber reinforced plastics (FRP) require precise detection of the fiber orientations. This paper presents an automatic method for detecting fiber orienta- tions of sewed carbon fibers in the production of FRP. Detection was achieved by appropriate use of regional filling, edge detection operators, autocorrelation methods, and the Hough transformation. Regional filling was used to reduce the influence of the sewed regions, autocorrelation was used to clarify the fiber di- rections, edge detection operators were used to extract the edge features for the fiber orientations, and the Hough transformation was used to calculate the angles. Results for two kinds of carbon fiber materials show that the method is relatively quick and precise for detecting carbon fiber orientations.     

基于有限元方法的CF/PTFE复合材料界面应力

经表面改性和未经改性的碳纤维（CF）增强聚四氟乙烯（PTFE）复合材料的弹性强度均随着碳纤维含量的增加而增强．以碳纤维增强聚四氟乙烯（CF／PTFE）复合材料弯曲强度试验结果作为依据,开展CF／PTFE复合材料界面应力的研究工作．采用各向异性等参单元,推导出在平面载荷作用下多层纤维增强复合板的层间应力分布．进一步利用有限元方法对CF／PT—FE复合材料的界面进行应力分析,并得到与试验结果相一致的结论．     

短纤维增强脆性基复合材料破坏过程和力学性能研究

 研究短纤维增强脆性基复合材料在单轴拉伸荷载下的力学性能和破裂机理。采用基于细观损伤力学基础上开发的针对材料破坏过程的数值分析软件,考虑材料细观非均匀性,对复合材料的变形、损伤直至失稳破坏的全过程进行数值模拟。结果表明,加入短纤维后,材料试件的强度和韧性都比基体材料显著提高。短纤维强度的变化对复合材料试件的强度和刚度没有明显影响;而短纤维弹性模量的变化对复合材料试件的强度、刚度和韧性均影响明显,随着短纤维弹性模量的增加,复合材料试件的强度和刚度不断增加,但韧性却逐步降低。     

碳纤维加固一次受力钢筋混凝土梁试验研究

通过4根完好的钢筋混凝土矩形截面简支梁的抗剪试验,对用CFRP补强一次受力钢筋混凝土梁斜截面强度的力学性能进行了试验研究,证明用CFRP补强钢筋混凝土梁斜截面强度效果良好.     

Modeling the Dynamic Drafting Process Based on Discrete-Event Simulation

The goal of this paper is to provide an approach to investigate the variation of fiber quantity in a certain cross-section of the drafting zone. This model with discrete-event simulation( DES)method was presented to simulate the dynamic drafting process. This model described the behavior of individual fibers,which was divided into four phases and simulated by corresponding modules. Three sets of processing conditions in industry were simulated and demonstrated the applications of this model. The comparison between experiments and simulation results could also validate this model. This model could be used to simulate various drafting process with appropriate drafting settings.     

Study on Abrasion Resistance of Modified Polypropylene Fiber Reinforced Cement

Modified polypropylene fiber reinforced cement compos-ites were investigated in their abrasion resistance andsurface morphology. The test results showed the addingof fiber could noticeably improve the abrasion resistanceof composite. The bonding and friction of fibers/cementwere the main contribution to abrasion resistance im-provement, which resulted from the surface morphologyobservation.     

碳纤维混凝土力电性能的研究现状

碳纤维混凝土是集结构性能和多种功能于一体的复合材料,具有良好的压敏性、温敏性和电磁屏蔽特性。结合近年来对碳纤维混凝土复合材料的研究和普通混凝土材料尺寸效应的研究,综述了碳纤维混凝土复合材料的力电性能及其尺寸效应的影响,同时提出碳纤维混凝土研究所存在的问题,旨在为碳纤维混凝土复合材料的研究提供一定的参考。