【摘 要】
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吸波材料能有效吸收电磁波,降低其反射,在信息安全、电磁防护、军事隐身与伪装等领域有重要用途。泡沫多孔结构吸波材料具有良好的波阻抗匹配特性,泡孔对电磁波的反复反射、干涉
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吸波材料能有效吸收电磁波,降低其反射,在信息安全、电磁防护、军事隐身与伪装等领域有重要用途。泡沫多孔结构吸波材料具有良好的波阻抗匹配特性,泡孔对电磁波的反复反射、干涉谐振吸收特征且材质轻,是发展很快的一类吸波材料。本研究以玻璃粉和陶瓷造粒料为基料,掺入发泡剂、吸波剂等外掺料,经高温发泡等工序制备出玻璃陶瓷复相多孔吸波材料。在此基础上研究了碳化硅、石墨、铁氧体的单掺与复掺及掺量对材料性能影响,分析了材料厚度与吸波性能关系,并研究了材料表面涂层、多层复合结构及表面构造形状对吸波性能影响。通过研究,本文得出以下结果: (1)石墨能有效地提高材料吸波性能,还会影响材料力学强度、导热系数、气孔率等物理性能,石墨掺量为5%,铁氧体掺量为2%时,材料具有较好的吸波性能。反射率R<-10dB的有效吸收带宽为15.2GHz,在15GHz处反射率达到最小值为-13.61dB,材料抗压强度、抗折强度分别为1.642MPa、0.395MPa;碳化硅单掺或碳化硅/铁氧体复掺情况下,材料吸波性能改善效果不显著,且碳化硅、铁氧体具有发泡和促进发泡作用,改变孔结构,影响材料其他物理性能。 (2)材料厚度增加,吸波性能增强,厚度为40mm,效果最明显。材料厚度的增加,电磁波在材料内部孔腔结构中的反射和散射几率增多,另外电磁波在材料内部传播路线也会增加,材料对电磁波的衰减损耗量增加。 (3)材料表面涂层处理提高了材料吸波性能,且双面涂层较单面涂层有较宽的有效吸收带宽。材料的多层复合结构通过改善材料的阻抗匹配特性影响吸波性能,材料为“匹配层/吸收层”的两层结构时,具有较好吸波性能,R<-10dB的频段宽为18GHz,最大吸收峰为-21.5dB。材料表面构造处理增强了吸波性能,表面为角锥构造的材料吸波性最佳,角锥台构造次之;表面角锥密度越大,吸波效果越好,表面为8×8角锥阵列时,材料有效吸收带宽为18GHz,在2~18GHz频段内平均反射率为-34.5dB。
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