發(fā)布時(shí)間：2020-03-18 19:59

【摘要】：新型吸波材料提出了“寬頻帶、輕質(zhì)化、薄型化”的發(fā)展要求,而如何提高材料在S頻段范圍內(nèi)的吸收性能是當(dāng)前雷達(dá)波吸收材料的一個(gè)研究重點(diǎn)。磁性晶須和磁性薄膜材料由于其結(jié)構(gòu)特性有望提高S頻段的吸波性能。本文研究了FeSiB和FeCuNbSiB兩種非晶合金薄膜復(fù)合材料的制備技術(shù),并采用矩形波導(dǎo)法測(cè)試了復(fù)合材料在S頻段的電磁參數(shù),較系統(tǒng)分析了復(fù)合材料在S頻段的吸波性能,并對(duì)復(fù)合材料的吸波性能進(jìn)行了優(yōu)化。(1)以單輥快淬法制備的厚度約為30μm的FeSiB非晶合金薄帶為基礎(chǔ),采用化學(xué)減薄工藝成功地制備了厚度約為15μm的FeSiB非晶合金薄膜,薄膜保持了非晶相結(jié)構(gòu)。采用表面化學(xué)處理的方法在薄膜表面生成了主要成分為Fe_3O_4的轉(zhuǎn)化膜,該轉(zhuǎn)化膜組織致密,厚度均勻,與非晶合金薄膜基體結(jié)合緊密。轉(zhuǎn)化膜改善了FeSiB非晶合金薄膜與環(huán)氧樹脂基體之間浸潤(rùn)性能。FeSiB非晶合金薄膜經(jīng)過“420℃×2h”真空熱處理和“380℃×3h+H=78.4k A/m”橫向磁場(chǎng)熱處理后,通過模壓成型方法,成功制備了厚度為2mm的FeSiB非晶合金薄膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。(2)在S頻段內(nèi),純玻璃纖維/E-51環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的復(fù)介電常數(shù)實(shí)部ε′約為3.13,復(fù)磁導(dǎo)率實(shí)部μ′約為1.05,干涉吸波厚度為10.828mm;FeSiB非晶合金薄膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在僅含1層厚度30μm的FeSiB非晶合金薄膜的條件下,復(fù)介電常數(shù)實(shí)部ε′大幅度增加(31.65),干涉吸波厚度大幅度減小(3.566mm),顯示出優(yōu)異的吸波性能;隨著FeSiB非晶合金薄膜層數(shù)(0~3層)的增加,復(fù)合材料的ε′和μ′逐漸的升高,尤其μ′的值顯著升高,當(dāng)層數(shù)2層和3層時(shí),μ′的值分別上升到1.329和2.357。同時(shí),復(fù)合材料的tanδe和tanδm也呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì),當(dāng)復(fù)合材料含有2層和3層非晶合金薄膜時(shí),tanδ≥0.6,復(fù)合材料具有優(yōu)異的電磁損耗吸波性能;復(fù)合材料的干涉吸波厚度d隨著非晶合金薄膜層數(shù)的增加逐漸的減小,當(dāng)層數(shù)增加到2層和3層時(shí),d的值分別減小到2.341mm和1.827mm,復(fù)合材料具有優(yōu)異的干涉吸波性能。(3)當(dāng)FeSiB非晶合金薄膜厚度減小至15μm時(shí),復(fù)合材料的tanδe和tanδm進(jìn)一步升高。復(fù)合材料的薄膜層數(shù)為2層時(shí),tanδ=1.698,干涉吸波厚度d=2mm,該種結(jié)構(gòu)類型的復(fù)合材料具有優(yōu)異吸波性能;當(dāng)復(fù)合材料的薄膜層數(shù)為3層時(shí),tanδ=1.482,其ε′的值約為22.5,復(fù)合材料具有良好的阻抗匹配性能。(4)采用真空熱處理和橫向磁場(chǎng)熱處理可以有效改善FeSi B非晶合金薄膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的磁損耗和干涉吸波性能。真空熱處理后,含有2層厚度為15μm、經(jīng)過表面化學(xué)處理的非晶合金薄膜吸波層時(shí),復(fù)合材料的tanδm值達(dá)到1.156,干涉吸波厚度減小至2.113mm;再經(jīng)過橫向磁場(chǎng)熱處理后,干涉吸波厚度值進(jìn)一步減小至1.759mm。(5)在FeSiB非晶合金薄膜的基礎(chǔ)上,制備了厚度約為30μm和15μm的FeCuNbSiB非晶合金薄膜,研究了2mm的FeCuNbSiB非晶合金薄膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在S頻段的吸波性能。與FeSiB非晶合金薄膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料比較,FeCuNbSiB非晶合金薄膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的ε′大幅度降低,降低幅度約為12,而tanδm大幅度升高,其值≥0.5,復(fù)合材料具有優(yōu)異的阻抗匹配特性和電磁波磁損耗吸收性能。(6)利用FeSiB非晶合金薄膜或FeCuNbSiB非晶合金薄膜作為網(wǎng)格材料,通過頻率選擇表面的方法可以修正FeCuNbSi B非晶合金薄膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在特定頻段內(nèi)的吸波性能。設(shè)計(jì)和制備了厚度為2mm,包含4.5mm×11mm和4.5mm×42mm兩種網(wǎng)格尺寸的復(fù)合材料,研究表明隨著網(wǎng)格鋪層數(shù)的增加(1~3層逐漸遞增),吸收峰值不變,但吸收峰頻帶往低頻率方向移動(dòng)。
【圖文】：

第 1 章 緒論意圖。從圖中可以明顯的看出，密度在逾滲閾值以上的磁粉芯內(nèi)部部孔隙率低，磁力線經(jīng)過磁粉體傳播時(shí)可以有多個(gè)通道繞行通過孔隙，磁阻較小，所以磁導(dǎo)率升高。與導(dǎo)電聚合物的逾滲理論相似，磁性材料也存在磁逾滲現(xiàn)象，即隨著導(dǎo)磁粉體用量的增加，依次經(jīng)歷非導(dǎo)磁區(qū)、導(dǎo)磁滲流區(qū)和導(dǎo)磁飽和區(qū)，即當(dāng)材料中導(dǎo)磁體的含量增加到某一臨界含量時(shí)，體系的磁阻率急劇降低，磁導(dǎo)率增大。

第 1 章 緒論表面雷達(dá)波反射。波復(fù)合材料在性能要求上，不僅需要滿足吸波性能和力學(xué)性能等因素。雷達(dá)吸波材料設(shè)計(jì)方法主要包跟蹤計(jì)算法。在結(jié)構(gòu)型吸波復(fù)合材料的設(shè)計(jì)方面，材料的性能進(jìn)行分析，，之后采用等效法來設(shè)計(jì)整體體來說，結(jié)構(gòu)型吸波復(fù)合材料的典型結(jié)構(gòu)為一般損耗層三層結(jié)構(gòu)組成，如圖 1.2 所示[111]。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB34

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2589122