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随着电子技术的迅速发展,电磁波辐射的危害性越来越收到人们的重视,民用防辐射产品的需求也越来越强烈。本论文从民用吸波材料出发,采用铁氧体、石墨和乙炔炭黑为吸波剂,加入到建筑石膏中制备了石膏基吸波复合材料,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,研究了吸波剂种类、吸波剂掺量、试样厚度对石膏基吸波复合材料吸波性能的影响以及吸波剂掺量对力学性能的影响,得到研究结果如下:
1.铁氧体-石膏基吸波复合材料:铁氧体-石膏基吸波复合材料的吸波性能随铁氧体掺量的增加先增大后减小,铁氧体掺量为15wt％时复合材料最小吸收峰值为-13.98GHz,反射率小于-5dB的有效吸收带宽为3.6GHz,吸波性能较优;铁氧体掺量一定时,增加试样的厚度有利于提高复合材料的吸波性能。
铁氧体-石膏吸波复合材料的抗折强度和抗压强度随铁氧体掺量先增大后减小;对于吸波性能较优的铁氧体掺量15wt％的试样,28d抗折强度和抗压强度分别为4.45MPa和10.2MPa,相比于空白试样分别降低了10.8％和19.8％。
2.石墨-石膏基吸波复合材料:石墨-石膏基吸波复合材料的吸波性能随石墨掺量的增加先增大后减小,掺量为25wt％时较优,此时,材料小于-5dB的连续吸波带宽达到14.2GHz;石墨掺量一定时,增加试样的厚度有利于提高复合材料的吸波性能。
石墨-石膏基吸波复合材料的抗折和抗压强度随石墨掺量的增加逐渐减小,吸波性能较优的石墨掺量为25wt％的试样的28天抗折、抗压强度分别为2.45MPa和3.7MPa,与空白样相比分别下降了49.1％和59.8％。
3.炭黑-石膏基吸波复合材料:炭黑.石膏基吸波复合材料随乙炔炭黑掺量的增加,在整个测试频段上小于-5dB的连续吸波频段不断得到拓宽,吸波性能逐渐增大;掺量大于3wt％时,复合材料的吸波性能显著降低;厚度10mm、掺量为3wt％的试样的反射率在整个测试频段内小于-5dB,此时提高材料厚度,对材料的吸波性能影响不大。
炭黑-石膏基吸波复合材料的抗折和抗压强度随炭黑掺量的增加逐渐减小;炭黑掺量为3％时,试样28天的抗折、抗压强度分别为0.87MPa和1.2MPa,仅为28d空白样力学强度的18.1％和13％。