聚合物基纳米粉体纺织复合吸波材料的制备与评价研究

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纺织复合吸波材料是当今吸波类材料研发的一个热点方向,采用大分子聚合物材料作为吸波材料的基体,它可以保持传统吸波材料优异的吸波特性,同时,改善复合材料的机械性能,提高柔性,并在一定程度上,提高材料的吸波性能,拓展有效吸收带宽。本课题采用碳纳米管(CNT),纳米四氧化三铁(Nano-Fe3O4)为研究对象,制备并研究了CNT/石蜡、Nano-Fe3O4/石蜡,CNT/多孔PU(聚氨酯)、Nano-Fe3O4/多孔PU以及CNT/多孔PU、Nano-Fe3O4/多孔PU与不锈钢纱织物和镀银织物的复合材料。本论文完成了聚合物基纳米粉体纺织复合吸波材料的制备工艺,以及结构和性能等研究工作,主要是吸波剂含量、复合材料厚度、多孔结构对吸波性能的影响及复合织物的吸波特性,并对背衬金属板测试法和不衬金属板的测试方法进行了对比研究。结果表明:(1)复合材料的吸波剂含量、材料厚度是影响复合材料吸波性能的重要因素。(2)对同一试样来说,采用背衬金属板的测试方法,所测得的回损曲线有强吸收峰,但带宽较窄。不衬金属板的测试方法,所测得的吸收曲线虽然没有强吸收峰,但在整个测试频段内都有一定的吸波性能。(3)采用真空冷冻干燥法制备了CNT/多孔PU复合材料及Nano-Fe3O4/多孔PU复合材料,这两种材料内部微孔分布均匀,孔径大小约为7μm,比重约为0.74g/cm3,当CNT含量为11%,厚度为8mm,在频率为6.99GHz时,最大的吸收损耗为-30.90dB,有效吸收带宽达到3.42GHz;当Nano-Fe3O4含量为5%,厚度为8mm,在频率为17.45GHz时,最大的吸收损耗为-21.72dB,有效吸收带宽达到1.76GHz。(4)在无背衬金属层的协同效应下,仅凭吸波材料自身的厚度很难保证透过率在极低的水平,因此很难达到高吸收率。因此与具有高电磁反射特性的纺织面料进行复合,是提高材料吸波性能的一个有效途径。
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