环氧基复合吸波涂层的制备与性能研究

目的 制备综合吸波性能良好的复合吸波涂层.方法 选择炭黑和羰基铁粉进行机械混合,作为吸波剂加入到环氧树脂中进行吸波材料制备,利用扫描电子显微镜对炭黑和羰基铁粉分别进行微观形貌的观察.利用矢量网络分析仪在2～18 GHz内测试其电磁性能,研究炭黑和羰基铁粉含量及涂层厚度对吸波性能的影响规律.结果 通过观察微观形貌发现,炭...     

脲醛树脂包覆对片状羰基铁粉电磁吸波性能的影响

目的 提高片状羰基铁粉（FCI）的吸波性能。方法 采用原位聚合法制备脲醛树脂（UF）包覆片状羰基铁粉核壳复合粒子。通过透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）分别对试验前后样品的微观形貌和物相组分进行表征。采用矢量网络分析仪对处理前后片状羰基铁粉在0.5～18 GHz频率范围内的电磁参数进行测试,基于传输线理论对其反射损耗曲线进行拟合分析。结果 微观形貌及X射线衍射谱结果表明,成功合成了脲醛树脂包覆片状羰基铁粉复合粒子（FCI@UF）。对测得的电磁参数进行分析,与原始片状羰基铁粉相比,包覆后铁粉介电常数和磁导率的实部、虚部均呈下降趋势,电磁波衰减能力减弱,与空气的阻抗匹配能力增强。反射损耗曲线图中,包覆后铁粉能有效吸收频带变宽（以反射损耗小于-10dB的带宽作为有效吸收频带）,由3.15 GHz变为4.38 GHz,在13.84 GHz时有最小反射损耗（-20.64 dB）,最小反射损耗向高频移动,最小值降低率达41.38%。结论 使用脲醛树脂对片状羰基铁粉进行包覆,制备了综合吸波性能更具优势的FCI@UF复合粒子,有效提高了片状羰基铁粉的吸波性能。     

海洋苛刻环境服役的CIPs/EP吸波防腐功能材料

目的 制备兼具吸波与耐腐蚀性能的复合材料。方法 使用KH560对羰基铁粉进行改性,在此基础上分别制备羰基铁粉体积分数为0%、15%、20%、25%的复合材料。通过红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和矢量网络分析仪（VNA）等测试技术对所制备复合材料的微观特征和电磁性能进行分析对比。研究不同羰基铁（CIP）的体积占比与复合材料电磁波吸收性能和防腐蚀性能之间的关系。结果 通过KH560改性后的羰基铁与环氧树脂混合均匀,形成了紧密的网络结构。羰基铁粉为片状,长度为3～10μm。当羰基铁粉的体积分数为20%时,样品的吸波性能和防腐性能较好,综合性能相对最佳。所制备的样品在较宽范围内均拥有良好的吸波性能,在厚度2 mm时反射损耗小于-10 dB的有效带宽达到了4.2 GHz,在8.5 GHz左右时达到了最小反射损耗值（-42.5 dB）。样品在酸和盐的环境下进行7 d加速腐蚀实验后吸波性能未明显降低,这显示了其良好的耐腐蚀特性。结论 将吸波性能优良的羰基铁粉与耐腐蚀性能优异的环氧树脂进行复合,通过调控片状羰基铁粉的体积占比提高了材料的磁导率和介电常数,实现了良...     

羰基铁粉复合多孔吸波涂层的优化设计

目的 解决吸波剂羰基铁粉颗粒(CIP)构成的吸波涂层存在密度较大、涂层厚度过大的问题.方法 利用三维多孔结构降低复合吸波涂层的密度并改善阻抗失配,从而构筑轻质宽频羰基铁粉复合吸波涂层.利用有限元分析软件建立了羰基铁粉/石蜡复合多孔吸波涂层的仿真模型,通过仿真研究了三维多孔结构的孔隙率、孔径和孔隙分布方式对复合吸波涂层性能(最小反射损耗、有效吸收带宽、峰值吸收频率和密度)的影响规律,揭示了羰基铁粉多孔结构的吸波机理,并确定了具有最佳综合性能的羰基铁粉三维多孔复合吸波涂层的结构参数.结果 随着孔隙率的增加,涂层密度减小且峰值吸收频率向高频移动;而随着孔径的减小,涂层除峰值吸收频率向高频移动外,最小反射损耗和有效吸收带宽分别呈减低和增加的趋势,吸波性能得到有效改善.孔隙分布方面,在随机、有序、梯度递减和梯度递增4种分布方式中,梯度递减分布表现出最佳的吸波性能.相较于无孔结构,羰基铁粉质量分数为75％、孔隙率为16％、孔径为0.325 mm、孔隙呈梯度递减分布的三维多孔涂层,其有效吸收带宽(RL<–10 dB)拓展了49.3％(从4.10 GHz增加到6.12 GHz),密度降低了4％(从2.71 g/cm3降低到2.6 g/cm3),而最小反射损耗仅仅损失0.7％.结论 多孔结构的引入可以实现羰基铁粉涂层轻质、宽频吸波的目的.     

纳米铁纤维与羰基铁粉共混制备轻质宽带吸波涂层材料

为降低羰基铁粉吸波剂的密度、提高介电常数,采用轻质、高介电常数的纳米铁纤维与羰基铁粉共混,制备了轻质宽带吸波涂层.研究了纳米铁纤维含量对复合吸波剂微波电磁与吸收特性的影响.结果表明,随纳米铁纤维含量的提高,复合吸波剂的介电常数和磁导率增大.当复合吸波剂中纳米铁纤维含量(质量分数)为2.2%-4.4%时,吸波涂层有更低的面密度和更宽的有效带宽,这是由于在一定范围内提高介电常数,可以改善吸波涂层的匹配吸收特性.     

异形SiC纤维/羰基铁粉复合纤维束吸波性能

通过对三叶形和三折叶形SiC纤维束上浆剂中添加羰基铁粉,改变纤维的磁导率,优化异形SiC纤维材料的吸波性能,改善后三叶形SiC纤维/羰基铁粉反射率衰减大于5dB的频宽增大了1.6GHz,大于10dB的频宽增大了2.48GHz;三折叶形SiC纤维/羰基铁粉反射率衰减大于5dB的频宽增大了1.28GHz,大于10dB的频宽增大了1.52GHz。     

橡胶基复合吸波贴片的电磁性能研究

制备了一系列炭黑/羰基铁/硅橡胶复合吸波材料,研究了炭黑含量对羰基铁/硅橡胶电磁性能的变化规律.用同轴线法测试了炭黑和羰基铁在2～18 GHz的电磁参数.对复合材料的导电性能、吸波性能及屏蔽性能进行了测试,对其各项性能的变化规律进行了总结.研究发现,在羰基铁与硅橡胶质量比固定在50:100(即50 phr)时,随着炭黑含量的增加,各项性能都呈现出增强的趋势,但当炭黑质量与硅橡胶的质量比达到70:100后(即70 phr),再增加炭黑的加入量,各项性能几乎没有改变.另还对导电、吸波以及屏蔽性能的关系进行了分析.     

NiFe1 . 98Nd0 . 02O4-Fe 双层吸波涂层设计及制备

目的制备高性能NiFe1.98Nd0.02O4-Fe双层吸波涂层。方法采用溶胶凝胶自燃烧法制备钕掺杂NiFe1.98Nd0.02O4。借助X射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对NiFe1.98Nd0.02O4和羰基铁的结构、形貌、电磁参数进行测试分析。采用遗传算法对NiFe1.98Nd0.02O4-羰基铁双层涂层的厚度进行优化设计。结果以环氧树脂为基体,以羰基铁和NiFe1.98Nd0.02O4为吸波剂的双层吸波涂层具备较好的吸波性能,厚度约1 mm,反射率在9.25~11.35 GHz范围内均小于-10 dB。结论 NiFe1.98Nd0.02O4层和羰基铁层在吸波性能上有很好的互补性,理论优化结果和实验结果相同。     

高性能雷达吸波涂层的制备及其损伤行为

以羰基铁粉为吸收剂、聚氨酯为胶黏剂,制备具有优异吸波性能的雷达吸波涂层,并基于矢量网络分析仪、电磁模拟软件Ansoft HFSS以及弓形框测试系统,对涂层电磁特性、损伤模型以及吸波性能进行研究。结果表明:雷达吸波涂层在垂直入射条件下具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm时,其反射损耗峰在7.2~12.8 GHz均达到?8 dB;在斜入射条件下也具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm、入射角为60°时,其反射损耗峰在5.5~18 GHz均达到?10 dB。相比于失效模式如雷达吸波涂层分层脱粘,损伤脱落对其吸波性能的影响更为明显。随着损伤脱落面积的增加,雷达吸波涂层的吸收强度（尤其是X波段）明显降低,且最小反射损耗峰往高频移动。通过对高性能雷达吸波涂层的脱落、分层等损伤行为的研究,为后续进行雷达吸波涂层维护与建立失效性评估标准具有极大的现实和军事意义。     

S波段高损耗吸波材料的制备与研究

采用高能球磨羰基铁粉添加偶联剂KH-560制备低频雷达波吸波材料,研究了不同球磨时间下获得的样品电磁参量变化规律,根据传输线理论模拟计算出吸波材料的反射损耗。结果表明:随球磨时间的增加,最大吸收峰向低频转移。球磨8 h后得到的吸波材料在膜厚为2.5 mm时,在2.3~3.0 GHz的S波段范围内,反射损耗RL-15 dB;而在2.7 1GHz处反射损耗RL最低可达-34 dB。     

Nd元素对Ce2Co17为基体的合金吸波性能的影响

目前,具有高效、宽、薄等特点的微波吸收材料已经引起了研究人员的广泛关注。在此文中,采用真空电弧熔炼和高能球磨法制备片状NdxCe2-xCo17合金粉末并且通过相关设备研究Nd含量和匹配厚度对相组成、形貌、电磁参数和微波吸收性能的影响。结果显示,Nd0.3Ce1.7Co17粉末的最大反射率可以达到-32.36dB,同时有效带宽能扩大4倍。此外,调整Nd含量能成功优化Ce2Co17合金粉末的微波吸收性能。随着Nd含量的增加,吸收峰有向低频段移动的趋势,并且当厚度为1.8mm时,Nd0.3Ce1.7Co17 粉末在7.28 GHz处,最大反射率可以达到-30.53 dB并且有效带宽为2.24 GHz,这些表明Nd-Ce-Co合金可以用作在C波段具有低厚度、宽频和高效等特点的理想吸收材料。     

不同形貌羰基铁的复合对电磁特性及吸波性能的影响

目的增强羰基铁的低频吸波性能,掌握吸收峰频率的调控方法。方法将球形羰基铁与片状羰基铁混合,制作复合材料。通过扫描电子显微镜对两种羰基铁的微观形貌进行分析。通过矢量网络分析仪测量5种质量配比下(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3)羰基铁复合材料的复介电常数和复磁导率,分析不同形貌羰基铁的复合对电磁特性的影响。同时分析不同配比羰基铁复合材料的吸波性能。结果随着球形羰基铁加入比例的提高,复合材料的复介电常数实部和虚部均逐步下降。羰基铁复合材料的复磁导率实部整体变化不大,虚部呈下降趋势。当片状羰基铁和球形羰基铁质量比为1∶2时,在3.08 GHz处最大吸波性能为20.2 dB,有效吸波带宽(反射率损耗不大于8 dB)为2.43 GHz。结论球形羰基铁的加入可以有效调控复合材料的吸收峰在低频范围内定向移动,增强1~4 GHz范围内的低频吸波强度,扩宽有效吸波带宽。球形羰基铁的加入,降低了片状羰基铁的介电常数,复合材料的电磁阻抗匹配条件得到优化,电磁损耗耦合效应增强,从而提升了该复合材料的吸波性能。     

雷达隐身常用电磁波吸收材料研究进展

分析了电磁波与吸波材料的相互作用机理,较详细地介绍了铁氧体类、羰基金属粉类、多晶金属纤维类、导电高聚物类和纳米类吸波材料的研究和应用现状,指出了不同种类电磁波吸收材料综合优化应用技术对实现多波段兼容隐身的重要意义。     

Nd-Fe-C合金的结构及其微波吸收特性研究

采用电弧熔炼及球磨工艺制备出Nd10.2Fe89.8-xCx (x = 0.0, 2.6, 5.2, 7.8) 合金微粉,借助XRD、SEM和网络矢量分析仪等仪器分别对合金微粉的结构、形貌及其微波吸收性能进行了研究。研究发现, 随着C含量的增加,Nd10.2Fe89.8-xCx合金的最小反射峰频率高频方向移动;其中Nd10.2Fe84.6C5.2合金具有最好的吸波效果,在最佳匹配厚度1.8 mm下,Nd10.2Fe84.6C5.2合金的最小反射损耗在5.2 GHz处达到-13.2 dB左右,反射损耗小于-10 dB的频带宽度达到了1.2 GHz。随着匹配厚度的增加最小反射损耗向低频移动,最小反射损耗与干涉损耗有关。     

Dy对Pr2Fe17合金微波吸收特性的影响

采用电弧熔炼及高能球磨工艺制备出 DyxPr2-xFe17 (x =0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) 合金微粉,借助XRD、SEM、振动样品磁强计和网络矢量分析仪等仪器分别对合金微粉的结构、形貌、磁性能及其微波吸收性能进行了研究。研究发现, 随着Dy含量的增加,DyxPr2-xFe17微粉的饱和磁化强度降低。DyxPr2-xFe17合金的最小反射峰频率随Dy含量的增加往高频方向移动,最小反射损耗呈先增大后减小的变化趋势;其中Dy0.3Pr1.7Fe17合金具有最好的吸波效果,在最佳匹配厚度2.5 mm下,Dy0.3Pr1.7Fe17合金的最小反射损耗在5.04 GHz处达到-42.38 dB左右,反射损耗小于-10 dB的频带宽度达到了1.20 GHz。     

基于双磁介质层复合的超材料低频吸波体研究

本研究将磁性吸波涂层融入至超材料的结构设计中,得到了一种新型低频复合超材料吸波体,吸波体由环形电阻膜、双层磁性吸波涂层和金属背板组成。采用CST仿真软件计算了超材料吸波体的吸收性能,研究了吸波体各个结构参数对吸收性能的影响。仿真结果表明,设计的超材料吸波体厚度为2.5 mm时,在1.9和4 GHz处存在2个吸收峰,在1.59～6.59GHz频率范围内反射损耗低于-8dB,吸收带宽达到5GHz。通过吸波体电磁场分布对吸波机理进行了讨论。结果表明,吸波体低频吸收带宽的增加是由于表面的电阻膜图案改变了超材料吸波体的电场分布和磁场分布,促进了磁介质层的损耗。最后制备了吸波体样品并进行了反射率测试,实物测试结果与仿真结果基本一致,说明设计制备的吸波体具有优异的低频吸波性能,吸波带宽相比磁性吸波涂层大幅提高。