碳系材料和聚合物具有優(yōu)勢互補的優(yōu)良特性,聚合物質量輕且易于加工,碳系材料中則大多數(shù)都具有高強度的機械性能以及優(yōu)良的電學性能。不同種類的聚合物的添加也使得復合材料呈現(xiàn)出不同特性,其中碳納米管作為填料的碳系復合材料是良好的微波吸波材料。但目前大多數(shù)關于復合材料的數(shù)值計算都是由實驗數(shù)據(jù)出發(fā)來分析其相關電磁特性,由具體的色散模型公式入手計算碳系復合材料的電磁特性以及它在微波吸波材料上的應用還很少見到。文章中首先簡要敘述了碳納米管及其復合材料的各項特性并分類敘述了碳納米管對復合材料的特性改良。第二章則介紹了碳納米管以及碳納米管復合材料的性能結構,并給出復合材料介電特性的各項參數(shù)隨頻率變化曲線。第三部分分別給出了時域有限差分方法以及分數(shù)階導數(shù)方法,根據(jù)分數(shù)階導數(shù)方法推導了德拜模型(Debye)、洛倫茲模型(Lorentz)以及德魯模型(Drude)模型下的場方程及電流迭代式。然后,采用輔助差分方法(ADE-FDTD)驗證了推導公式的正確性,通過計算不同厚度的碳系復合材料薄膜算例,計算分析樣品厚度對于其微波吸波性能的影響。最后計算附著在SiO2薄膜上的不同厚度的碳系復合材料薄膜的傳輸系數(shù),進一步的分析在實際應用情況下的復合材料電磁特性。碳納米管的特殊螺旋型結構使得其具有手性特性,這種特性也使得其具有不同一般材料的電磁波傳播特性。本文在基于Cole-Cole色散模型的基礎上結合Condon本構關系給出了手性復合材料的電磁場方程。然后,用ADE-FDTD方法驗證推導公式的正確性,并用分數(shù)階導數(shù)方法計算得到復合材料薄膜的電磁特性參數(shù)。通過對計算得到的反射系數(shù),透射系數(shù)以及吸收系數(shù)分析復合材料的吸波特性以及隨頻率變化趨勢,同時也通過計算空間中的電磁場觀察到復合材料的手性所帶來的圓二色性以及旋光特性。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB332

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 唐萍;張榮;陳志強;胡云平;賓月珍;;碳納米管-聚乙烯復合材料的介電性能[J];功能高分子學報;2016年03期

2 張玉強;葛德彪;;一種基于數(shù)字信號處理技術的改進通用色散介質移位算子時域有限差分方法[J];物理學報;2009年12期

3 張玉強;葛德彪;;基于半解析遞歸卷積的通用色散介質FDTD方法[J];物理學報;2009年07期

4 陳西良;馬明旺;楊小敏;楊康;吉特;吳勝偉;朱智勇;;MWNTs/HDPE復合體系在太赫茲波段的光電性質[J];物理化學學報;2008年11期

5 孫曉剛;;碳納米管加載量對復合材料吸波性能的影響[J];新型炭材料;2007年04期

6 李宏偉;高緒珊;童儼;;PP／多壁碳納米管復合材料的非等溫結晶動力學[J];合成樹脂及塑料;2006年02期

7 李文春;沈烈;孫晉;鄭強;章明秋;;多壁碳納米管填充高密度聚乙烯復合材料的導電性和動態(tài)流變行為[J];高分子學報;2006年02期

8 胡靜,陳小華,張剛,楊植,許龍山,陳傳盛,李文華;碳納米管/馬來酸酐接枝聚丙烯復合材料制備及性能研究[J];材料科學與工程學報;2005年06期

9 李文春,沈烈,鄭強;多壁碳納米管填充高密度聚乙烯復合材料的導電特性[J];高等學�；瘜W學報;2005年02期

10 鄭成斐,楊勝林,李光,江建明;碳納米管在聚丙烯腈中的分散狀態(tài)[J];功能高分子學報;2004年01期

相關碩士學位論文 前2條

1 陳達;碳納米管/聚乙烯復合材料的力學性能研究[D];華南理工大學;2014年

2 趙明媛;單壁碳納米管手性測量[D];北京化工大學;2012年

本文編號：2169250