基于超材料设计的羰基铁低频复合吸波涂层研究

为获得低频宽带吸波材料,本文采用共沉淀和原位聚合技术制备了羰基铁/CoFe₂O₄/PANI三元复合材料,并以此为介质层,借鉴超材料思想,设计了一种基于超材料结构的羰基铁复合吸波涂层,改善了低频吸波性能。分析了超材料的结构设计对羰基铁/CoFe₂O₄/PANI涂层吸波性能的影响,并对赋予超材料结构后的复合涂层的吸波机理进行了研究和讨论。通过仿真优化发现,在电阻膜方阻值为10mΩ/□和镂空十字电阻膜图案尺寸达到最佳时,在相同厚度下赋予超材料结构后的复合涂层具有比单一羰基铁涂层更宽的吸收频带以及更低的吸收频率,在3.8-6.9GHz频段内反射率均小于-10dB。研究表明,将超材料结构融入到羰基铁涂层性能改进中,能够有效提升其低频吸波性能。     

基于不同材料体系的吸波超材料研究进展

吸波材料在国防和民生领域发挥着至关重要的作用,但是传统吸波材料因质量大、频带窄已难以满足日益复杂的电磁环境。融合了结构设计思路的吸波超材料以“薄、轻、宽、强”和动态可调、极化角度不敏感等突出优势,助推了电磁吸波领域的飞速发展。本文首先阐明超材料吸波的原理和方法,明确几何结构设计对电磁吸波性能的重要影响。其次,详细讨论了碳基、水基、金属基和无机化合物基等材料体系下吸波超材料的发展现状,指明目前发展趋势以主动调谐、轻质宽频、多波段兼容为主线。最后总结了目前的发展瓶颈并展望了未来重点研究方向,为吸波超材料优化设计提供了思路。     

基于CNTs/PLA的多层宽频超材料吸波结构设计与优化

目的 解决传统超材料吸波结构密度大以及对入射角度敏感的问题。方法 采用机械搅拌法和熔融共混法制备碳纳米管/聚乳酸（CNTs/PLA）复合吸波材料,通过CST电磁仿真软件开展多层超材料吸波结构设计,利用熔融沉积3D打印制备了设计的超材料吸波结构。通过扫描电子显微镜、矢量网络分析仪对制备材料和设计结构的微观形貌和电磁特性进行表征分析。结果 在机械搅拌和熔融共混的共同作用下,碳纳米管在聚乳酸中分布均匀。碳纳米管含量为10%时,复合材料的综合性能达到最佳。当其厚度为1.7 mm时,有效带宽达到最大为3.9 GHz;当厚度为3.2 mm时,反射率达到最低值约为–53.1 dB。设计的多层超材料吸波结构均具有极佳的宽频吸波特性;当R=11 mm时,圆形多层超材料结构的吸波性能最佳,反射率最低值为–53.9 dB,有效带宽为33.1 GHz,而平均反射率为–17.1 dB。此外对于TE极化的电磁波入射角在0°～60°范围内,而对于TM极化电磁波在入射角0°～70°范围内,圆形多层超材料结构具有宽角域吸波性能。结论 将碳纳米管与聚乳酸复合,在此基础上开展多层超材料结构设计,通过微观复合材料和宏观结构设...     

一种双层吸波材料的制备与吸波特性研究

依据阻抗匹配原理与电磁波传播规律,设计了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料。实验表明,匹配层对提高吸收率起着重要作用;需精确控制其吸波剂含量,以实现吸波效果。     

隐身技术中的结构吸波材料

<正> 现代战争中,由于遥感和探测技术飞速发展,各国防空和反导弹系统的能力日益增强,作战飞机、巡航导弹、战略导弹、舰艇和坦克等武器系统受到越来越严重的威胁,大力发展和应用隐身技术,提高现代武器系统的突防和生存能力,提高总体作战效能,已成为各国军事发展的重要组成部分。近年来,隐身技术取得了突破性进展,美国、俄罗斯在隐身技术领域居世界领先地位。美国最新一代的隐身战斗机F-22已于1997年9月进行了首次试飞,据称这种飞机能对抗任何导弹的攻击;英国国防部开始执行高度机密的研制第三代隐身攻击机的计划,将在2000年前制造出试飞样机;     

薄型多层雷达吸波材料结构设计与发展

根据雷达吸波材料厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸波能力强(薄、轻、宽、强)的发展目标,介绍了多层雷达吸波材料的研究现状和几种宽频吸波结构的设计方法.分析讨论了采用多层结构的雷达吸波材料,以及依据阻抗匹配原理提高材料吸波性能的可能性.提出将多层吸波材料和宽频吸波结构结合得到一种涂层型的薄型(20μm左右)多层雷达吸波材料的研究思路,建立了薄型多层雷达吸波材料由多层结构、表面为离散式分布的斑点、内部再穿插一些非吸波薄膜的材料模型.初步试验表明这种薄型多层雷达吸波材料可以提高吸波性能.     

新型涂覆型雷达吸波材料的研究进展

随着精确制导武器的改进和现代雷达探测技术的发展,雷达隐身技术已成为提高军用目标生存力和战斗力的关键技术之一,涂覆型雷达吸波材料作为一种雷达隐身技术,因其吸波效果好、工艺简单、设计难度小、成本低,在雷达隐身技术中占有重要地位.传统涂覆型雷达吸波材料主要以实现在某个较窄频段的强吸收为目标,存在频带窄、面密度大等缺点.为了满足装备的战场隐身需求,需要研究和开发具有厚度薄、面密度小、吸波频带宽和吸波能力强(薄、轻、宽、强)的新型涂覆型雷达吸波材料,因此对新型涂覆型雷达吸波材料的研究成为当前国内外的一个热点,了解和掌握它的研究进展对下一步的研究具有重要指导意义.根据雷达隐身技术的作用机理和雷达吸波材料隐身原理,总结了雷达隐身的主要手段,详细分析和阐述了纳米吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、手征吸波材料、导电高聚物吸波材料四种新型涂覆型雷达吸波材料的国内外研究现状,最后对新型涂覆型雷达吸波材料的发展进行了展望.     

吸波材料

薄板磁．介电材料吸波特性及磁导率的评定美国密苏里理工大学Marina Y．Koledintseva等人借助分析模型，对涂覆磁一介电层的中心导体同轴线路衰减特性进行评定。在所涉及的频率范围，实验和数字模式化结果证明该方法是可靠的，     

隐身技术与吸波材料

<正> 在现代的主体战争中,天上有飞机、导弹,海洋有舰艇,陆地有坦克,要发现这些现代军事装备主要靠雷达波来探测。为了不被雷达发现,于是隐身技术应运而生,而隐身技术的关键因素是雷达波吸收材料。雷达波吸收材料是指能够有效地吸收入射雷达波并使其散射衰减的功能材料,它可以减小飞机、导弹或舰艇的雷达散射截面,以降低被雷达发现的可能性。     

磁性吸波材料的研究进展

简单阐述了吸波材料的吸波原理及各类吸波材料的特点和应用,重点介绍了铁氧体、磁性金属微粉及多晶铁纤维、纳米磁性吸波材料等的性质、吸波性能及改进其吸波性能的方法。指出目前研制的磁性吸波材料还存在频带窄、密度大、性能低等缺点,并针对此提出了进一步研究的方向。     

917低磁钢的焊接研究

介绍了917低磁钢的焊接施工难点,通过计算选用焊材,并经过焊接工艺评定验证,在此基础上提出了917低磁钢的焊接工艺规程.     

低频交变磁场超精密平面磁力研磨加工研究

目的 通过利用低频交变磁场下产生的变动磁力,改善传统磁力研磨加工中磁力刷变形、磨料结块、磨料利用率低等问题,实现平面超光滑、纳米级加工。方法 在电磁线圈中通入频率为3 Hz的交流电流,产生低频交变磁场。利用磁通密度测量仪（EMIC Gauss Meter GM 4002）对加工区域磁感应强度进行测定,考察低频交变磁场的磁场强度分布状况。设计组装一套研磨压力测量系统,利用数据记录处理软件对比分析低频交变磁场和直流磁场所产生的研磨压力,深入研究研磨工具（磁簇）在低频交变磁场作用下的变化规律。研制一套低频交变磁场平面磁力研磨加工装置,以SUS304不锈钢板为加工对象,并与直流磁场进行对比实验,验证利用低频交变磁场进行磁力研磨的可行性及加工性能。结果 低频交变磁场中各点磁感应强度均在峰值与谷值之间不断变化,其变化规律近似于正弦分布。在磁极边缘（R=7.5 mm）,产生最大峰谷值;从磁极半径（R=6 mm）到磁极中心（R=2 mm）,磁场强度逐步减弱。低频交变磁场下研磨压力值呈周期性变化,且研磨压力的平均值大于直流磁场下的值。磁簇在低频交变磁场作用下产生周期性振动。磁簇呈收缩状态时,磁性粒子带动磨料上浮于磁簇前端。当磁场方向改变时,磁簇先呈发散状态,然后收缩,此过程中磨料颗粒与磁性粒子再次混合。如此循环更新,不仅解决磁簇与工件接触后产生的变形问题,而且提高了磨料的利用率,保证研磨工具稳定。分别使用低频交变磁场和直流磁场对SUS304不锈钢板进行研磨,使用油基研磨液,主轴转数为350 rad/min,交流电流有效值为1.9 A,频率为3 Hz。第一阶段选择平均粒径为30 μm的电解铁粉和WA#10000的磨料颗粒,经过60 min研磨,表面粗糙度值分别为35.28 nm和81.36 nm;第二阶段选择平均粒径6 μm的羰基铁粉和1 μm的金刚石粉,研磨时间60 min,最终表面粗糙度值分别达到4.51 nm和17.58 nm。结论 利用低频交变磁场能够实现研磨工具（磁簇）的循环更新,提高磨料利用率。与直流磁场相比,利用低频交流磁场磁力研磨法所获得的加工表面均匀、无划痕,实现了平面超光滑纳米级加工。     

低频电磁场频率对ZL201合金组织的影响

采用低频电磁铸造技术制备ZL201合金半固态坯料,研究了电磁场频率对合金微观组织的影响.结果表明,随着电磁场频率从10 Hz上升到30 Hz时,粗大枝晶组织被打碎,逐渐转变为分布均匀、细小的、棒状或蔷薇状非枝晶组织.当电磁场频率为30 Hz时,可以获得更加均匀、细小的非枝晶组织,适合于半固态二次加热和触变成形.     

Cu—Al—Be形状记忆合金的低频相变内耗研究

在变频、变温、变振幅的条件下,对ＣｕＡＩＢｅ合金的低频相变内耗进行了研究、结果表明：ＣｕＡＩＢｅ合金的连续变温相变内耗峰峰高Ｑｍ－１与变温速率ｖ和振动频率ｆ都有关,但与v、1/f或v/f都成非线性关系;峰温Tp与f无关,随v的增大而升高;温度低于Ｍｓ时,合金内耗Ｑ－１与应变振幅Aε呈线性关系。     

磁致Fe78Si9B13非晶合金纳米晶化磁矩的理论计算

用低频脉冲磁场处理非晶Fe78Si9B13合金,在低温下发生了纳米晶化,利用M?ssbauer谱和LDJ9600震动样品磁强计进行了微结构和磁性分析.借助于固体与分子经验电子理论中的BLD方法,计算了非晶Fe78Si9B13合金磁致低温纳米晶化前后的价电子结构,并算出了磁矩,其理论计算值与实验测定值的误差小于7%,满足一级近似要求,说明从价电子层次上计算非晶合金的磁矩是可以实现的.     

热处理对低频电磁铸造2024铝合金力学性能的影响

通过试验研究了均匀化热处理和人工时效处理对普通DC铸造和低频电磁铸造2024铝合金力学性能的影响。结果表明,随均匀化时间延长,两种试样均呈抗拉强度降低、伸长率增加的趋势。低频电磁铸锭伸长率的变化幅度大于普通DC铸锭。试验还进行了两种铸锭经轧制变形后的人工时效处理,普通DC铸造和低频电磁铸造的铝合金时效后的硬度都随时效时间延长,先升高、后降低,且低频电磁铸造2024铝合金时效后的硬度高于普通DC铸造2024铝合金。电磁铸造2024铝合金的硬度经过10h处理后达到峰值,普通DC铸造铝合金到达时效峰值的时间则有所滞后。     

The influence of magnetic and dielectric loss on the noise absorption of iron particles-rubber composites attached to a microstrip line

Magnetic and dielectric loss are systematically controlled by using iron flake powders with various initial sizes (7 μm and 70 μm) as the absorbent fillers in the rubber matrix, and their noise absorbing characteristics have been investigated as a function of frequency and sheet thickness. Flake iron particles were prepared by the mechanical forging of spherical powders using an attrition mill. Composite sheets (thickness=0.2 mm-1.0 mm) were prepared with a mixture of iron particles and silicone rubber. Attaching the composite sheets to a microstrip line of 50 Ω, a network analyzer was used to measure the reflection and transmission parameters (S₁₁ and S₂₁, respectively). A nearly constant value of S₁₁ (about −10 dB) was observed, irrespective of particle size. However, S₂₁ is strongly dependent upon initial particle size. For the composites of 7 μm particles (with high magnetic loss), S₂₁ is reduced below −20 dB in the frequency range of 1 GHz to 10 GHz, and the corresponding bandwidth of noise absorption is not so greatly diminished by reducing the sheet thickness as low as 0.2 mm. For the composites of 70 μm particles (with high dielectric loss), however, the bandwidth is greatly reduced with a decrease in sheet thickness. It is concluded that the attenuation of conduction noise through the microstrip line is primarily controlled by the magnetic loss of the iron particles due to strong magnetic field around the microstrip line.     

Research on methods of defect classification based on metal magnetic memory

Metal magnetic memory (MMM) technique can evaluate early damages of ferromagnets and search possible defect locations, while just classifies the defect types roughly. To promote study in this area, the magnetic gradient tensor (MGT) of the self-magnetic leakage field (SMLF) on the fracture zone of crack and stress concentration was measured using a tri-axis magnetometer. From measured results, both the plane and the vertical characteristics of SMLF distributions were discussed. To remove the influence of the measuring direction on experimental results, a new parameter of the analytical signal of magnetic gradient tensor (AMGT) was introduced to determine the location and boundary of the defect. Then, the vertical features were acquired by measuring the plane distributions of AMGT under different lift offs. Through analyzing the vertical features, it was concluded that change rule of the maximum AMGT can be used to predict the defect type. At last, the explanation of the relationship between the vertical feature and the defect type was discussed, which can give some useful inspirations to researchers on magnetic leakage field testing.     

二氧化硅气凝胶及其复合材料吸声性能的研究进展

制备出良好的具有高孔隙率的吸声材料对于噪声的控制至关重要。二氧化硅气凝胶凭借其高孔隙率和高声阻抗近年来越来越受关注,将其与传统吸声材料相复合可显著结合两者的吸声优势,对于噪声的消除具有很重要的意义。介绍了吸声性能的概念、吸声结构、机理以及测量表征方法,深入探究了空气流阻、密度、厚度、孔隙率、孔径、杨氏模量以及颗粒大小对气凝胶吸声性能的影响规律,详细综述了二氧化硅气凝胶与有机物、有机物/无机矿物以及非织造布复合材料吸声性能的研究进展,最后展望了目前面临的挑战和未来的发展方向。     

基于磁场复合和高频、窄脉冲电流电解加工的试验研究

通过磁场复合和高频、窄脉冲电流电解加工工艺,实现了薄壁大面积(10 000mm2)型面铝基材料零件的稳定小间隙加工.试验研究中采用高频、窄脉冲电流,解决了加工间隙流场不均匀的问题;采用磁场复合电解加工工艺方法,解决了试件的表面质量差和杂散腐蚀严重的问题.