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...     

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.     

平面各向异性羰基铁/ 铁氧体复合吸波材料的设计

研究了平面各向异性羰基铁/ 石蜡、铁氧体/ 石蜡同轴样品的介电常数与磁导率频谱特性,制备了平面各向异性羰基铁与铁氧体不同配比的石蜡同轴样品,并测试了样品的电磁频谱,发现以适当配比对二者进行复合后,可以发挥各自的优点。以环氧树脂-聚酰胺固化剂体系为基,按铁氧体和平面各向异性羰基铁的体积分数均为10%制备了厚1. 3 mm 的单层平板吸波材料,测试了其在8 ~18 GHz 频段内的反射损耗曲线,其最小反射值达到了-19. 7 dB,小于-10 dB 的带宽达到8 GHz。     

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。     

高能球磨法制备片状羰基铁及其电磁性能研究

采用高能球磨法进行片状羰基铁的制备,研究了行星式球磨机不同转速和不同球磨时间对羰基铁形状和微波电磁性能的影响.结果表明:在球磨转速为200 r/min,羰基铁开始逐渐出现片状结构;随着球磨时间的延长,羰基铁片状化程度逐渐提高,微波电磁性能也逐渐改善;随着转速的增大,片状羰基铁的宽厚比增大,但同时出现了大量细碎颗粒,磁性能反而发生恶化.球磨转速为200 r/min,研磨16h的片状羰基铁制得的微波吸收材料在4～18 GHz频段的反射率小于-10dB的带宽为7.5 GHz,最大反射率-29 dB.     

热处理温度对碳基复合吸波材料电磁性能的影响

在聚丙烯腈(PAN)聚合液中加入Fe,用去离子水凝固成膜后,分别加热至600、700和800℃制备了3种电磁损耗型碳基复合吸波材料。通过X射线衍射仪(XRD)对不同热处理温度下的复合材料进行物相分析,推断Fe在热处理中的反应过程。比较3种复合材料的介电常数和磁导率。结果表明,随着热处理温度的升高,复合材料的介电常数增加,其对电磁波损耗能力增强。     

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。     

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.     

用于ETC系统的羰基铁粉二氧化钛复合吸波材料

将羰基铁粉和二氧化钛与橡胶混合,采用压延法制备了应用在工作频率为5.8GHz的电子不停车收费系统(ETC)中的吸波材料,运用矢量网络分析仪测试了材料的复磁导率与复介电常数在2.0~18.0GHz范围的频谱特性,并在微波暗室内测试了材料的反射率。结果表明,Fe与TiO2在7∶3质量比混合下性能最佳,实验探讨了样品厚度对材料吸波特性的影响,确定厚度在1.7mm时,材料吸收峰值位于ETC所工作的5.8GHz频率,实验测试了材料在电磁波从不同角度入射条件下的反射率,垂直入射情况下效果最佳,可达-30dB。     

扁平型铁基非晶粉末的取向对吸波材料电磁性能的影响

采用水雾化法和球磨处理工艺制备了扁平形Fe74Cr2Mo2Sn2P10Si4B4C2粉末,通过涂布工艺和非涂布工艺分别制备了扁平形粉末取向分布和随机分布的吸波材料,探讨了取向对其微波电磁性能的影响。结果表明：取向分布的吸波材料具有更高的磁导率和更低的介电常数,在10 MHz下,对取向分布的吸波材料,μ＇=20.1,ε＇=110,对随机分布的吸波材料,μ＇=14.4,ε＇=194。同时建立了取向度与磁导率的关系式,并与实验结果定量一致。     

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。     

钴镍铜合金纳米线的制备及微波吸收性能

采用脉冲电化学法沉积法在AAO模板上制备了钴镍铜合金纳米线,XRD测试表明纳米线有Co,Ni,NiCu和CoCu4个磁性相共存。在平行于和垂直于长轴方向上所测的磁滞回线表明:钴镍铜合金纳米线阵列具有弱的各向异性。磁性合金纳米线与石蜡的复合材料在GHz频段内具有较好的电磁波吸收性能:当吸波涂层的厚度为4mm时,其最小反射损耗可达–30dB。     

不同结构磁性四氧化三铁纳米材料的介电特性和微波吸收性能

目的研究不同的纳米结构对Fe3O4纳米材料微波吸收性能的影响。方法采用水热法和高温碳热还原法,获得了纳米纺锤体、纳米管和开口空心球结构的三种磁性Fe3O4纳米材料,采用XRD、SEM和矢量网络分析仪研究了其物相、形貌和电磁特性。结果在这三种结构纳米Fe3O4材料中,空心球结构具有最小的介电常数和最高的波阻抗匹配系数,其磁损耗表现出双共振特性,且在7.5~14.3 GHz范围内,Fe3O4开口空心球的衰减系数明显高于另外两种结构的Fe3O4纳米材料,有利于拓宽材料的微波吸收带宽。在1.8~3.0 mm厚度范围内,Fe3O4开口空心球的反射损耗带宽均大于其他两种结构,在2.2 mm厚度下达到了5.0 GHz的有效吸收带宽(90%吸收),覆盖的频率范围为7.3~12.3 GHz。结论Fe3O4开口空心球由于特殊的结构而产生的双磁共振特性,增强了材料的微波衰减能力和阻抗匹配特性,其微波吸收能力明显优于纳米纺锤体和纳米管。经过超结构设计,可以实现宽带微波吸收。     

快淬Nd3Fe68Co18B11扁平粉粒微波电磁特性研究

本文研究了快淬Nd3Fe68Co18B11磁粉在不同球磨时间下的形貌、微结构和电磁特性。发现通过高能球磨能得到扁平状、大小趋于一致的小颗粒，同时细化晶粒，从而提高材料在微波低频段的磁导率、降低介电常数。基于传输线理论的数值模拟结果表明，所得磁性微粉在微波低频段具有良好的吸收性能。     

硅烷偶联剂对羰基铁粉电磁性能的影响

利用FT-IR,SEM和矢量网络分析仪等对羰基铁粉改性前后的化学键特性、微观形貌和电磁参数等进行了研究,实验结果表明:硅烷偶联荆在羰基铁粉表面形成不均匀包覆层;羰基铁粉的电磁参数随硅烷偶联剂用量的增加而变化;根据电磁参数对材料的吸波性能进行计算,当乙烯基三甲氧基硅烷用量为2.0%(质量分数,后同)时,得到的吸波效果最好,5.2～10.0 GHz反射率均小于-10 dB.     

CoFeZrRE磁性薄膜微波电磁特性研究

研究在微波段具有高磁导率和大磁损耗的CoFeZrRE薄膜,采用射频磁控溅射工艺制备该类薄膜,探讨了工艺参数和薄膜厚度对CoFeZrRE薄膜结构和电磁性能的影响.重点研究了掺杂稀土元素的含量和种类对薄膜磁各向异性、饱和磁化强度等基本磁参量以及微波磁导率和磁损耗的影响.结果表明,重稀土元素（如Dy,Tb）提高微波磁损耗的效果更显著;CoFeZrRE类薄膜具有较高的微波磁导率和磁损耗（2 GHz处,μ＇和μ＂均高于200）,有望在微波吸收和抗电磁干扰领域获得广泛应用.     

掺锰氧化锌的制备及其吸波性能的研究

采用水浴法制备了掺锰氧化锌,通过改变反应液中锰离子的浓度获得不同锰含量的氧化锌样品.采用SEM,EDS和XRD对样品的形貌、成分和结构进行了分析,利用矢量网络分析仪AV3618测试了试样在2～16 GHz范围的电磁参数.结果显示掺锰氧化锌是单相结构,外形呈棒状,直径为0.3～0.5 μm,长度为5～6μm.掺锰氧化锌的介电谱在5～8 GHz存在一个介电损耗峰,该损耗峰随着锰掺杂量的提高,有分裂成双峰的趋势.随着掺锰量的提高,反射率低于-10 dB的频宽有逐渐向高频移动并逐渐变宽的趋势.