【摘 要】
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本文以活性碳纤维(ACF)为吸收剂,玻璃纤维布增强环氧树脂(FRP)为基体,采用手糊玻璃钢工艺制备了ACF/FRP结构吸波材料,并对其力学性能、吸波性能和电导率进行了研究。玻璃纤维
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本文以活性碳纤维(ACF)为吸收剂,玻璃纤维布增强环氧树脂(FRP)为基体,采用手糊玻璃钢工艺制备了ACF/FRP结构吸波材料,并对其力学性能、吸波性能和电导率进行了研究。玻璃纤维布的加入使复合材料的弯曲强度从32.38MPa增加到357.8MPa,冲击韧性从20.8kJ/cm2提高到135.46kJ/cm2;随着偶联剂含量的增加,复合材料的弯曲强度先增后减,在含量为10vol%时,复合材料的弯曲性能达到最佳。随着活性碳纤维含量的增加,复合材料的吸波性能先提高后降低,在含量为0.69wt%时达到最佳,-10dB下的吸收频带宽度达到3GHz。通过电磁参数计算得到的反射率变化趋势和实验结果完全吻合,说明复合材料对电磁波的主要吸收机制为介电损耗;活性碳纤维垂直排布时的吸波性能要好于平行排布时,并且垂直和平行排布的吸波性能存在互补关系。随着活性碳纤维含量的增加,复合材料的电导率逐渐增加,并在含量为0.25wt%至0.57wt%时出现一个平台;随着活性碳纤维长度的增加,复合材料的电导率先增后减,在~30mm时达到最佳。通过以上研究均发现,复合材料的吸波性能与电导率之间存在一致关系,这为预测此类复合材料的吸波性能提供了一种有效手段。活性碳纤维在树脂基体中形成的导电网络结构是复合材料吸收电磁波的主要原因,利用导电网络机制分别解释了活性碳纤维的含量、长度和排布方式对复合材料吸波性能的影响规律。
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