EP/SCF吸波涂层的介电性能和吸波效果研究

选择电导率不同的短碳纤维(SCF)为吸收剂制备了一系列环氧树脂(EP)/SCF吸波涂层,在一定的频率范围内测试EP/SCF涂层的介电常数和反射率,研究了SCF的电导率对EP/SCF涂层介电性能和吸波性能的影响。结果表明,在一定条件下,SCF的电导率越大,在8~18 GHz频段内EP/SCF涂层的介电常数实部和虚部也越大;EP/SCF涂层在8~18 GHz频段的吸波性能也随着SCF电导率的增大而增强;EP/SCF涂层的吸波性能在8~18 GHz频段内存在最大吸收点,越靠近最大吸收点,SCF的电导率对涂层吸波性能的影响越明显。     

聚氨酯掺杂铜粉涂层的电磁特征及其涂层织物的吸波性能

将掺杂了不同含量微米铜粉的聚氨酯（PU）涂料通过涂层工艺涂敷在棉织物上制成吸波涂层织物,并利用扫描电子显微镜、红外光谱和矢量网络分析仪等测试了不同铜粉含量聚氨酯涂层的介电常数、磁导率和电磁损耗等电磁性能,同时还探讨不同铜粉含量涂料对涂层织物电磁吸收性能的影响。结果表明,在 8~13 GHz 的频段范围内,随着涂层中铜粉含量增加,涂层介电常数实部与虚部均增大,铜粉具有良好的介电性能,在外加电场的作用下产生极化,对电磁波产生介电损耗;铜粉不属于磁损耗材料,对电磁波产生磁损耗较小;当铜粉的含量较低（3 %,质量分数,下同）时,涂层材料的吸波与电磁屏蔽性能较弱,当含量由5 %增加至11 %时,在9.0、10.5、12.8 GHz处反射损耗最低分别为-20.4、-28.3、-25.6 dB,有效吸收带宽分别为0.2、1.3、1.1 GHz,电磁屏蔽效能分别由12.24、16.59、21.1 dB增加至25.92 dB。     

雷达波吸收性聚氨酯泡沫塑料的研究

通过对碳纤维、碳纤维/纤维Ⅰ和碳纤维/纤维Ⅱ分别填充的硬质聚氨酯泡沫塑料的吸波性能的研究,探讨了纤维类型、纤维含量、样品厚度的相关变化对塑料样板吸波性能的影响。结果表明,填充碳纤维的硬质聚氨酯泡沫塑料的吸波频带较窄;纤维Ⅰ和纤维Ⅱ分别与碳纤维混杂均可展宽频带;吸波性能随塑料样板厚度的增加而增强,随纤维Ⅱ含量的增加,吸收峰向低频移动,峰值增大。     

热处理温度对空心复相陶瓷微珠结构与微波电磁性能的影响

利用将火焰热喷涂技术、自蔓延高温合成技术及快速冷却凝固技术结合在一起的自反应淬熄法制备了前驱体空心复相陶瓷微珠,然后通过热处理获得了钡铁氧体空心复相陶瓷微珠吸波材料,研究不同热处理温度(600、850、1 100℃)对其形貌、相结构、相的相对含量与微波电磁性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,空心微珠的表面出现晶粒并逐渐长大,发育逐步充分,1100℃时出现明显的六角晶型物相;主相BaFe12O19和副产物相BaAl12O19含量之和逐渐升高,复介电常数的实部ε′和虚部ε′′逐渐降低,复磁导率的实部μ′和虚部μ′′在一定频段范围内有增大趋势;空心微珠吸波性能逐步增强。当热处理温度为1 100℃时,空心微珠的最低反射率为–19.5 dB,低于–10 dB的频带为8.7~10 GHz和15~17.3 GHz,带宽达到3.6GHz,优于未热处理、600、850℃热处理温度下的吸波性能。     

聚苯胺包覆短碳纤维的制备及电磁性能研究

对短碳纤维(SCF)硝酸氧化处理后,采用聚苯胺原位氧化聚合法对其进行包覆改性,制备聚苯胺包覆改性SCF,以改善SCF的电磁性能.采用XPS、SEM对聚苯胺包覆的SCF进行了微观结构和形貌的分析,结果显示聚苯胺层包覆完整、致密,且聚苯胺和SCF表面之间存在化学键合作用.采用PNA-LN5230A微波网络测试仪测定了聚苯胺包覆SCF的电磁性能(复介电常数和复磁导率),并对2mm厚度下的吸收和反射损耗进行了分析,研究了以此为填料制备的涂膜的电磁屏蔽性能和导电性.结果表明,在50 MHz～2 GHz频率范围内,相对于未包聚改性的短碳纤维,导电聚苯胺/碳纤维(PASCF)的复介电常数实部和虚部都有所提高,磁损耗正切为O,为电损耗型材料,而不导电聚苯胺/碳纤维(NPASCF)的复介电常数实部和虚部都有所下降,而磁损耗止切高达O.09,显示出弱电磁性;采用Matlab 6.5软件进行屏蔽性能分析,导电聚苯胺包覆碳纤维的吸收损耗可达4.654 dB,不导电聚苯胺包覆碳纤维(NPASCF)的吸收损耗为1.105 dB:以PASCF为填料制备的涂膜表面电阻率为1.02 Ω·m-2,电磁屏蔽效能值约为17 dB,以NPASCF为填料制备的涂膜表面电阻率为2.32×1011Ω·m-2,电磁屏蔽效能值可达8 dB.     

聚氨酯基吸波贴片的制备及吸波性能研究

通过辊压成型工艺制备了以MZ、炭黑为吸波剂的聚氨酯基吸波贴片,研究了吸波剂配比对吸波贴片电磁、吸收特性的影响,进一步探讨了吸波贴片衰减入射电磁波的机理。结果表明:随吸波剂填充量的增加,ε'等电磁参数明显增大,一方面增强了吸波贴片的衰减特性,另一方面削弱了其与自由空间的阻抗匹配程度;吸波贴片对入射电磁波的干涉作用导致其吸收峰位置随吸波剂含量、贴片厚度增加而趋向低频;1.5 mm厚、填充80wt%MZ的吸波贴片具有良好的吸波性能,其反射率在9.18 GHz~17.37 GHz频段低于-10 d B,基本满足水面舰艇在X、Ku波段的雷达隐身需求。     

环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯复合材料的电磁吸波性能

为了制备具有一定电磁吸波性能的结构型吸波材料,采用喷涂法制备了负载石墨烯微粒的玻璃纤维预浸料,并通过热压罐成型工艺进行固化,制备了环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯吸波复合材料。研究了石墨烯含量对吸波复合材料电磁性能、吸波性能和力学性能的影响。通过三点弯曲测试结果可知,随着石墨烯含量的增加,环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯吸波复合材料的弯曲强度先增大后减小,弯曲弹性模量增大,但总体变化幅度较小。矢量网络分析仪测试结果表明,随着石墨烯含量的增加,环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯复合材料的介电常数逐渐增大,磁导率几乎不变,介电损耗正切角值逐渐增大。分析反射损耗计算结果可知,环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯吸波复合材料的吸波性能主要由复合材料的厚度和石墨烯含量决定,随着复合材料厚度的增大,反射损耗峰值逐渐朝低频移动;随着石墨烯含量的增加,复合材料的吸波性能逐渐增大。当石墨烯质量分数为2.5%、复合材料厚度为1.7 mm时,环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯复合材料具有最佳的吸波效果,此时反射损耗峰值为-11.8 dB,有效带宽为1.45 GHz。     

C_(sf)/Al_2O_3复合材料的力学性能和介电性能

采用无压烧结的方法制备了短切碳纤维/氧化铝(Csf/Al2O3)复合材料,研究了短切碳纤维含量变化对复合材料洛氏硬度、抗弯强度及微波介电性能的影响。结果表明:短切碳纤维在氧化铝基体中分散均匀,呈明显的各向异性。随着短切碳纤维含量的增加,复合材料的致密度和洛氏硬度HRA都明显降低,而试样的抗弯强度则先升高后降低。当纤维含量为0.25%时,试样抗弯强度达到最大值285 MPa,相比纯氧化铝基体提高了43.2%。在8.2~12.4 GHz频率范围的复介电常数测试结果表明,复介电常数的实部和虚部随碳纤维含量的增加先逐渐上升,当碳纤维含量从0.5%增加到0.65%时,试样的介电常数实部和虚部都显著降低,这主要是由于试样的致密度急剧下降造成的。     

多壁碳纳米管/聚苯硫醚管复合材料的电磁性能

采用熔融共混法制备了多壁碳纳米管/聚苯硫醚复合材料,研究了在0.5~18 GHz频段,不同碳纳米管含量对复合材料电磁性能的影响。结果表明,介电常数实部与虚部随着碳纳米管含量的增加而增大, 介电常数实部在测量范围内随频率的增加而减小, 具有明显的频响特性;复合材料的磁导率随多壁碳纳米管含量的增加变化不明显, 呈弱磁性;通过对复合材料反射衰减的计算发现,当吸收层匹配厚度为2 mm 时,复合材料在0.5~18 GHz频段具有较好的微波吸收性能;当碳纳米管含量为7 %（质量分数,下同）时,反射衰减最大达- 31.5 dB ,反射衰减小于- 10 dB的频宽为2.2 GHz。     

微螺旋炭纤维的微波电磁参数及其环氧复合材料的吸波性能研究

采用化学气相沉积法制备了微螺旋炭纤维(CMCs),研究了其在频率为8.2￣12.4GHz范围内的微波介电特性;以环氧树脂为胶粘剂制备了CMCs/环氧复合吸波涂层,并对其吸波性能进行了研究。结果表明,随着CMCs含量的增加,复介电参数实部ε′、虚部ε″和介电损耗tanδ均有所增加,当CMCs含量为1%￣5%时,ε″和tanδ增幅很小;当CMCs含量为10%时,两者增幅显著增大。ε′表现出高频减小的趋势,同时tanδ表现出高频增大的趋势,这些均有利于实现高频吸波。磁损耗tanξ较小且CMCs含量对其影响不明显。CMCs/环氧复合吸波涂层的反射率随着CMCs含量的增加而明显减小,表现出高频衰减略有增加的趋势,同时出现多吸收峰,这有利于实现宽频吸波。