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本文利用微观力学理论方法,对椭球形颗粒夹杂复合材料和球形核壳型颗粒夹杂复合材料的等效介电常数的预测进行了研究,并对吸波涂层进行了优化设计。 论文首先对椭球形颗粒夹杂复合材料的电磁场问题进行了研究,得出了椭球形颗粒夹杂复合材料的等效介电常数的预测公式,在此基础上,研究了颗粒的形状对于等效介电常数的影响。 利用微观力学方法和有限元方法,对核壳型球形颗粒夹杂的复合材料的电磁场问题进行了研究,得出了核壳型球形颗粒夹杂的复合材料的等效介电常数的预测公式,并用有限元方法进行了验证:研究了材料参数和几何参数对等效介电常数的影响。 基于核壳型球形颗粒的等效介电常数的预测公式,建立了吸波涂层优化设计理论框架,并对单层和双层吸波涂层进行了优化设计。 本文的研究结果表明,对于无壳颗粒复合材料在相同的体积情况下,粒子的形状越是趋于针形,等效介电常数越大;粒子形状越是趋于便士形,等效介电常数越大;比较而言,便士形的等效介电常数大于针形的介电常数,而以球形的介电常数最小。在相同的形状下(如便士形和针形),粒子的大小对于等效介电常数没有影响; 对于核壳形夹杂颗粒复合材料,当壳的厚度一定时,随着核的半径的增大,复合材料的等效介电常数越来越小;当壳的厚度和核的半径较接近的时候,复合材料的等效介电常数将会发生急剧的变化;随着核的半径的不断增大,核壳型颗粒夹杂复合材料的等效介电常数将逐渐的趋近于没有壳的夹杂颗粒复合材料的等效介电常数。 本文关于吸波涂层优化设计的分析结果表明,恰当地将各层的厚度和介电常数组合,可以极大的提高吸波涂层的吸波效果。