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干涉型吸波材料是在具有合适电磁参数的基体中置入干涉体,使电磁波在基体中传输时发生干涉而消失的一类材料。其中,干涉型吸波材料具有吸波机理简单、设计自由度大等优势,是吸波材料的研发热门之一。聚合物成型工艺简单和力学性能好,且多数电磁透波特性良好,多数干涉型吸波材料都以聚合物基体构建。由于聚合物基体在耐高温、抗老化等性能方面的短板,聚合物基干涉型吸波材料很难在恶劣复杂工况服役。通过类比,透波性能优异的陶瓷材料同样可以用作干涉型吸波材料的基体,而且陶瓷材料优异的抗老化、耐高温性能,可使陶瓷基干涉型吸波材料具有优异的综合性能。然而,相较于聚合物基复合材料,陶瓷基复合材料的制备难度大,且工艺复杂,极大限制了陶瓷基干涉型吸波材料的发展。本文旨在建立陶瓷基干涉型吸波材料的构建机制,以陶瓷基体代替聚合物基体,探索陶瓷基干涉型吸波材料的材料体系和制备工艺,为陶瓷基干涉型吸波材料的制备提供依据。具体研究时,首创以非致密碳纤维膜(CFF)和金属丝网(MWS)为干涉体,以透波性能优异的石英为陶瓷基体的主体材料,通过加入助熔剂和粘度调节剂并调节烧结工艺,将陶瓷基体与干涉体复合,通过研究原料配比和工艺参数对材料微观结构、物理、力学和吸波性能的影响,建立基于不同干涉体和陶瓷基体的陶瓷基干涉型吸波材料构建机制,并阐释了构建机理。详情如下:1.以CFF作为干涉体,采用高温烧结法制备了石英陶瓷基干涉型吸波材料(SC/CFF),详细研究了制备工艺和CFF层数对SC/CFF复合材料的微观结构、物理、力学和吸波性能的影响。结果表明:“高温时陶瓷基体熔融保护CFF不被氧化”是制备SC/CFF复合材料的关键;引入CFF对SC/CFF复合材料的体积收缩率、密度和弯曲强度均有影响,当烧结温度为780℃时,CFF与陶瓷基体的结合性最好,此时SC/CFF复合材料弯曲强度最高;以非致密CFF作为干涉体,可显著提高SC/CFF复合材料的电磁吸波性能,其中含双层CFF的SC/CFF复合材料在8.0~18.0GHz频段的反射率曲线全部位于-10d B以下,平均反射率为-11.3d B。2.继续以CFF作为干涉体,采用高温发泡法制备了泡沫陶瓷基干涉型吸波材料(FC/CFF),详细研究了原料配比和发泡工艺对FC/CFF复合材料的微观结构、物理、力学和吸波性能的影响规律。结果表明:“利用碳酸钙高温发泡”和“采用快速升温”是制备泡沫陶瓷基体的2个关键条件;在熔融陶瓷基体和二氧化碳发泡气体的双重保护,确保了CFF在高温不被氧化;由于陶瓷基体具有“内部多孔、表面致密”的整体结构,FC/CFF复合材料的总孔率和闭孔率分别高达82%~84%和81%~83%,并具有3.3~3.5MPa相对较高的抗压强度和1.1GPa相对较高的表面硬度;含双层CFF的FC/CFF复合材料的吸波性能最佳,在8.0~18.0GHz频段的反射率曲线在-10d B以下,平均反射率为-10.9d B。3.以MWS作为干涉体,采用高温烧结法制备了石英陶瓷基干涉型吸波材料(SC/MWS),详细研究了制备工艺对SC/MWS复合材料完整性的影响,以及MWS的层数和结构参数对SC/MWS复合材料的微观结构、物理、力学和吸波性能的影响规律。结果表明:采用“快速升温”和“缓慢降温”是确保SC/MWS复合材料成功制备的关键;引入MWS对复合材料的密度、开孔率、表面硬度和抗压强度基本无影响,但MWS的层数和结构参数对复合材料吸波性能影响很大;通过优化MWS的结构参数,将双层MWS配合使用,可使SC/MWS复合材料在8.0~18.0GHz频段的反射率曲线全部位于-10d B,平均反射率为-12.9d B,在12.4GHz频率的反射率最低为-15.2d B。总结本文的研究,根据干涉体的类型,配以科学的工艺,能够将干涉体与陶瓷基体复合,制得陶瓷基干涉型吸波材料。相较于聚合物基干涉型吸波材料,陶瓷基干涉型吸波材料的构建机制确实复杂很多,但陶瓷基干涉型吸波材料一旦得以制备,必将具有优异的耐高温、抗老化和耐酸碱性能,能够在各种恶劣复杂工况服役,显然这是聚合物基干涉型吸波材料所不具备的。