基于VARI工艺的吸波复合材料制备与性能研究

通过真空辅助树脂灌注工艺(VARI)制备了以羰基铁粉(CIPs)/玻璃纤维(GFs)/环氧树脂(EP)为吸波层、碳纤维(CFs)/EP为反射层的结构型吸波复合材料。通过考察工艺窗口温度、CIPs与EP质量比(m_(CIPs)/m_(EP))、搅拌时间和酒精含量{mC_2H_5OH/m(CIPs+EP)}4个因素对树脂体系黏度、可操作时间、凝胶时间的影响,采用L_9(3~4)正交试验对VARI制备以上复合材料的工艺条件进行优化,结果表明:最优VARI工艺条件为工艺窗口温度35℃、m_(CIPs)/m_(EP)为1.5:1、搅拌时间为30 min和酒精含量为5%。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和矢量网络分析仪(VNA)等现代分析技术对其化学组成、微观形貌、吸波性能进行了表征。结果表明:CIPs并未与EP形成新的结合键。CIPs颗粒呈球状,粒径为3～5μm,且CIPs颗粒均匀的分散于吸波层中,当m_(CIPs)/m_(EP)为2:1、厚度为2.5 mm的CIPs/GFs/CFs/EP复合板材在11.6 GHz处的反射损耗最大为-26.5 dB,反射损耗小于-10 dB的频宽可达3.6 GHz,具有良好的吸波性能。     

多孔Al2O3/SiC、MoSi2/SiC复合材料的制备及吸波性能

以Si、Al₂O₃、MoSi₂微粉和生物竹材为原料,采用包埋烧结法分别制备出SiC多孔材料、Al₂O₃/SiC、MoSi₂/SiC复合材料。采用XRD、SEM及波导法测试其物相组成、显微结构及吸波性能。结果表明：MoSi₂/SiC复合材料的厚度为2 mm时有明显的吸波特性,有效吸收带宽在X波段的9.65~12.4 GHz频率范围内达2.75 GHz,且最低反射损耗为-38.27 dB。Al₂O₃/SiC复合材料孔道内的Al₂O₃与SiC晶须交缠,形成大量电偶极矩,产生介电损耗;MoSi₂/SiC复合材料除介电损耗外还存在电阻损耗,使得复合材料电磁损耗增加,是较有前途的结构功能吸波材料。     

石墨烯/二氧化锰复合材料的制备与电化学性能

通过改性二氧化锰和氧化石墨烯片之间的静电自组装制备了层状的rGO/MnO2复合纳米材料。通过XRD分析材料的晶体结构,用扫描电镜观察材料的微观表面形貌。这种材料用来研究其电化学电容性能,结果表明这种纳米复合材料显示出很好的电容性能(在0.2 A/g的电流密度下可达246 F/g)。此外,在2 A/g的电流密度下循环1000次后容量保持率为91%。材料的性能提升是因为复合材料中二氧化锰纳米棒和石墨烯片层很好的贴合,而石墨烯片的加入也大大提高了材料的导电性。     

碳纳米管/氮化硅纳米复合材料的制备及吸波性能研究

通过对纳米Si₃N₄表面改性和对MWCNTs表面的酸化处理,使用溶剂热法制备出Si₃N₄/MWCNTs纳米复合材料。通过SEM、XRD、FT-IR等研究了复合材料的结构以及形貌,并用矢量网络分析仪测量其电磁参数。结果表明:制备的纳米复合材料在样品厚度为1.5 mm有效吸频带的宽度最宽,可以达到5.38 GHz。在样品厚度为4.0 mm时,在4.24 GHz处反射损耗RL值可以达到-41.73 d B,有效带宽为1.81 GHz。     

水泥基多孔复合材料吸波性能

对发泡型聚苯乙烯(expanded polystyrene,EPS)填充普通硅酸盐水泥制备的水泥基多孔复合材料的吸波性能进行了研究.为废弃的EPS二次开发利用以及建筑物的电磁波防护提供了新的途径.在微波暗室中用弓形反射法进行测试,研究了EPS的填充率、球径大小和样品厚度对吸波性能的影响.结果表明:EPS的填充率(体积分数)为60%,样品厚度为20 mm时的反射率最小,在8～18 GHz范围内,小于-10 dB的带宽达6 GHz,在18 GHz最小反射率达-15.27 dB.在EPS表面包覆一层导电薄膜后,有助于提高多孔材料的吸波性能.     

铁氧体复合材料吸波性能研究进展

介绍了铁氧体吸波材料的概况。重点总结了近年来铁氧体复合材料的研究现状和吸波性能。详细介绍了聚苯胺/铁氧体复合材料、环氧树脂/铁氧体复合材料以及铁氧体与其它导电聚合物的复合材料的吸波性能,这些复合材料将是今后吸波材料研究和发展的重要方向。针对未来发展提出了建议。     

碳化硅/多壁碳纳米管复合材料的制备及其吸波性能研究

以MWCNTs与SiC为原料,分别对两种物质进行修饰,然后将修饰改性后的两种材料采用水热法进行复合,得到了SiC/MWCNTs纳米复合材料。通过SEM、XRD和FTIR等手段研究了SiC/MWCNTs的形貌和结构,并用矢量网络分析仪测量了其电磁参数。对于通过水热法制备的SiC/MWCNTs纳米复合材料,在3.21 GHz、匹配厚度为6 mm的条件下,最小反射损耗可达-36.91 dB。相对于物理混合,采用水热反应制得的SiC/MWCNTs复合材料,其吸波性能更好。     

水泥基复合材料的吸波性能

对普通硅酸盐水泥与吸波材料制成的复合材料的吸波性能进行了研究。为军事掩体、军用机场及其它固定军用目标干扰雷达探测找到了一种合适的方法,也为大型建筑物的电磁波防护提供了一种新途径。研究了羰基铁粉、氧化镍和纳米氧化钛3种吸波材料与水泥制成的复合材料的吸波性能,并分析了纳米氧化钛的用量、分散方式及试样厚度对电磁波反射衰减的关系。结果表明：在8～18GHz频率范围内。纳米氧化钛与水泥制成的复合材料的反射率均小于-7dB,在16．24GHz时其反射率达-16．34dB,反射率小于-10dB的带宽达4．5GHz。     

碳纳米管/聚合物复合吸波材料性能研究

碳纳米管通过化学气相沉积工艺制备,碳纳米管直径10～30nm,纯度>90%。碳源为乙炔、铁/镍复合催化剂。加入适量的有机溶剂丙酮溶解环氧树脂,然后加入碳纳米管。分别高速搅拌和超声处理30min,加入固化剂乙二胺搅拌均匀,超声10min除去气体后,浇铸在铝板上制成吸波涂层。TEM检测碳纳米管。反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能。碳纳米管和环氧树脂比例为1∶100时,3mm厚吸波层试样吸波峰出现在14 32GHz,吸波峰值R=-10 01dB,吸波频带宽度为2 16GHz(R<8dB)。厚度增加到9mm,在11GHz和17 83GHz出现双吸波峰,最大吸波峰出现在17 83GHz峰值R=-9 04dB,带宽约1GHz(R<8dB)。比例调整为5∶100时,波峰出现在7 91GHz,峰值加大到R=-13 89dB,带宽度达到3 19GHz(R<8dB)。     

三元复合材料Fe@(ZnO/C)的制备和吸波性能EI北大核心CSCD

以间苯二酚、二水乙酸锌和七水硫酸亚铁为原料,用湿化学法和高温热处理制备了的Fe@(ZnO/C)复合材料。结果表明:引入了纳米球链Fe粉后的Fe@(ZnO/C)三元复合材料具有更优的阻抗匹配和更高的衰减系数,当频率为10.91 GHz匹配厚度为2.73 mm时,样品的最小反射损耗(r_(RL_(min)))达到-56.01 dB,有效吸收带宽(r_(RL_(min))<-10 d B)达到5 GHz(8.54~13.54 GHz),表现出优异的电磁波吸收性能。     

聚氨酯–羰基铁泡沫复合材料的制备及吸波性能

将适量羰基铁吸收剂填充到发泡体系中,采用一步法制备了形貌结构良好的硬质聚氨酯基羰基铁泡沫吸波材料(CIPRPU)。用扫描电子显微镜和矢量网络分析仪对样品的结构及电磁性能进行了表征。结果表明,吸收剂的填充量对电磁参数影响较大,整体上呈现出随吸收剂的填充量升高,电磁参数变大的趋势。CIPRPU的介电常数ε′和ε′′分别在3.0和0.5以下,磁导率μ′和μ′′则分别在1.5和0.5以下。利用测得的电磁参数对CIPRPU的反射率进行了模拟。当厚度为3 mm时,在X波段内,CIPRPU(m(聚氨酯基体):m(吸收剂)=1:5)的峰值吸收达到了–22 d B,表明制备的泡沫型吸波材料能够充分利用其独特的孔结构,使材料由单纯的吸收作用转变为透波–吸波作用,取得了较好吸波效果。     

吸波性PMI泡沫塑料的制备及性能研究

通过增粘和分散技术将吸波剂导电碳黑引入到聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料中,制备出了具有一定吸波性能的PMI泡沫塑料。实验发现,采用高速剪切和高功率超声波的复合分散法可将吸波剂导电碳黑均匀分散至增粘后的单体混合液中,且增粘剂和吸波剂对聚合与发泡过程无不良影响。结果表明,随着导电碳黑用量增加以及试样厚度的增加,PMI泡沫塑料的吸波性能显著提高。由于采用了增粘树脂,同密度吸波性PMI泡沫塑料的压缩性能下降。     

结构型吸波复合材料的研究进展

结构型吸波复合材料具有吸波性能好、质量轻、可承载等优点,已成为当代吸波材料的主要发展方向,对隐身材料的设计和制造有着重要意义。本文从纤维增强体的截面形状和制备工艺、纤维的铺排结构和夹层复合结构、吸波剂改性等影响吸波复合材料吸波性能的主要因素出发,系统地总结了结构型吸波复合材料的最新研究热点和成果,并指出吸波复合材料的未来发展方向。     

碳纳米管掺杂的SiCOAl陶瓷的制备及吸波性能研究

为了得到一种新型的耐高温吸波材料,利用乙酰丙酮铝(AlAC)对聚硅乙炔树脂(PSA)进行改性,得到了一种新型的含铝树脂PSAl,再利用先驱体转化陶瓷法制备出了硅碳氧铝陶瓷(SiCOAl)。SiCOAl陶瓷呈非晶态,伴生大量的碳纳米管(CNTs)和微纳米孔洞,增强了界面极化,利于电磁波的吸收。随着铝元素的增加(Al AC添加量增多),SiCOAl陶瓷产率从82%降低至45%;当Al含量为0.5%(Al-1)时,SiCOAl中的碳纳米管量最多,吸波能力最强;计算得到的反射损耗最低可达到-21 dB,有效吸收频宽可达到3.3 GHz。结果表明,制备的碳纳米管掺杂的SiCOAl陶瓷具有很好的吸波性能,有望应用在电磁波吸收领域。     

羰基铁粉/锶铁氧体/MVQ吸波复合材料的制备与性能研究

以羰基铁粉与锶铁氧体为吸波填料制备羰基铁粉/锶铁氧体/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)吸波复合材料,研究羰基铁粉/锶铁氧体并用比对羰基铁粉/锶铁氧体/MVQ吸波复合材料性能的影响。结果表明,羰基铁粉/锶铁氧体/MVQ复合材料吸波峰处于羰基铁粉/MVQ和锶铁氧体/MVQ复合材料之间,在填料总体积分数不变的前提下,随着羰基铁粉用量的减小,复合材料吸波峰小于-10 dB的带宽先增大后减小、吸波峰向高频方向移动、拉伸强度和拉断伸长率变化不大、压缩永久变形减小、动态性能提高。     

石墨-石膏基吸波复合材料的制备与性能

采用弓形反射率测试系统等现代测试手段,通过测试复合材料在2～18GHz频率范围内的吸波性能和力学性能,研究了石墨掺量、试样厚度对石膏基吸波复合材料吸波性能的影响以及石墨掺量对力学性能的影响.研究表明,石墨-石膏基材料在2～18GHz具有较好的吸波性能,厚度一定,当石墨掺量为25wt％时试样吸波性能最佳;增大厚度有利于提高试样的吸波性能,掺量20wt％,厚度为20mm的试样小于-5dB的连续带宽高达15.68GHz;复合材料的力学性能随石墨掺量的增加而逐渐减小,掺量为40wt％时,其28d的抗压和抗折强度与空白试样相比分别下降了67.9％和76％.     

掺钢渣水泥基复合材料的吸波性能

钢渣中含有大量的铁的氧化物,且以多种状态存在.在1～18GHz内采用弓形反射法研究钢渣掺入水泥后的吸波性能.结果显示:吸收峰的位置基本不受养护时间和掺量的影响,但随试样厚度的增加会表现出向低频区移动:随试样厚度的增加,在低频区1～8 GHz波段范围内,最大吸收率从23 dB逐渐降低到7.5 dB,而在高频区10～18 GHz波段范围内,吸收率先逐渐增加达到最大值后再降低;当掺30%(质量分数)粉磨60 min的钢渣,复合材料的厚度为25 mm,养护285 d时,在13～18 GHz波段内吸收率最大达到12 dB.大于8 dB的带宽为5 GHz,表现出较好的吸波性能.     

碳纳米管填充PMI泡沫的制备及其吸波性能研究

将碳纳米管引入到PMI泡沫中,制备具有吸波性能的PMI泡沫,分析了碳纳米管对于PMI化学结构、泡孔结构以及力学性能的影响。结果表明,5%碳纳米管填充的PMI泡沫反射率能达到-15.23 dB,但碳纳米管的加入,会对PMI泡孔结构、力学性能造成不利影响。