本文關鍵詞：水漆基吸波涂層的設計及性能研究

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【摘要】：隨著電磁波技術的不斷發(fā)展,電磁波帶來的負面影響逐漸顯露出來,吸波涂層因能有效吸收電磁波也得到了較快發(fā)展。結(jié)構(gòu)設計可以優(yōu)化電磁波在吸波涂層中的傳播路徑,提高普通吸波涂層的吸收性能,因此得到了廣泛研究。本文在討論了普通吸波涂層的基礎上,從結(jié)構(gòu)設計的角度出發(fā),設計了非連續(xù)吸波涂層,并對其吸收性能進行了系統(tǒng)的分析。本文使用掃描電子顯微鏡(SEM)、振動樣品磁強計(VSM)以及矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)等儀器進行測試。對羰基鐵(CIP)和鐵硅鋁(FSA)微粉的微觀形貌和電磁特性進行了表征,分析了其損耗機理。制備了以鋁材(Al)為基板,水漆為基體的吸波涂層,研究了吸收劑種類、含量以及涂層厚度對涂層吸收性能的影響。同時對普通吸波涂層進行了非連續(xù)處理,對比了連續(xù)結(jié)構(gòu)與非連續(xù)結(jié)構(gòu)吸波涂層的吸收性能,討論了吸收劑含量、涂層厚度以及非連續(xù)體單元大小對非連續(xù)吸波涂層吸收性能的影響。研究結(jié)果表明：羰基鐵和鐵硅鋁微粉均為軟磁材料,屬于微米級磁損耗吸波劑。在GHz頻率范圍內(nèi),主要依靠渦流損耗和自然共振損耗電磁波。吸收劑的種類奠定了涂層吸收性能的基礎。分別以兩者為吸收劑制備的A1基板吸波涂層,其吸收峰位隨著吸收劑含量或涂層厚度的增加而逐漸向低頻區(qū)域移動。涂層的吸收性能會隨著吸收劑含量的增加先增大后逐漸降低；厚度對涂層的吸收性能也有類似的變化趨勢,涂層的吸收性能會隨著涂層厚度的增加先增加后趨于穩(wěn)定。對于連續(xù)吸波涂層,以厚度為1.5mm,質(zhì)量分數(shù)為23.1%的羰基鐵/水漆吸波涂層在11.2GHz處達到的-16.6dB的吸收峰值,有效吸收頻寬(-10dB)達5.6GHz。非連續(xù)處理可以將吸收峰值向高頻區(qū)域移動,同時有效增強高吸收劑含量涂層的吸收性能。對于厚度為1.5mm,羰基鐵質(zhì)量分數(shù)為33.3%的羰基鐵/水漆涂層,經(jīng)過5mmx5mm非連續(xù)處理后的涂層,其吸收峰值由6.5GHz處的-12.5dB提高到8.8GHz處的-31.2dB,反射損耗優(yōu)于-10dB的頻寬也由1.7GHz拓寬到4GHz。吸收劑含量、非連續(xù)結(jié)構(gòu)單元大小明顯影響非連續(xù)涂層性能的發(fā)揮。吸收劑含量越高,其所要求的非連續(xù)單元也越小,非連續(xù)處理后的性能提高也越明顯。對于厚度為2.0mm,羰基鐵質(zhì)量分數(shù)為50%的羰基鐵/水漆吸波涂層,當非連續(xù)單元細化到2mmx2mm時,非連續(xù)結(jié)構(gòu)的功能才得到有效發(fā)揮出來,涂層的吸收峰值由3.6GHz處的-5.2dB提高到10.6GHz處的-17.6dB。反射損耗優(yōu)于-10dB的頻寬達7.7GHz。非連續(xù)處理能有效改善涂層的阻抗特性。由傳輸線理論計算可知,非連續(xù)處理能有效提高涂層的阻抗,使得其與空氣阻抗接近。對于厚度為1.5mm、鐵硅鋁含量為28.6%的連續(xù)涂層,由阻抗匹配公式計算得到的歸一化阻抗峰值為0.27,經(jīng)過非連續(xù)處理后的非連續(xù)涂層的歸一化阻抗提高到0.41。
【關鍵詞】：涂層 微波吸收 羰基鐵 鐵硅鋁 非連續(xù)體
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB306
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 引言11-13
• 1.1.1 電磁危害11-12
• 1.1.2 電磁防護12-13
• 1.2 吸波材料的概述13-15
• 1.2.1 吸波材料的組成13
• 1.2.2 吸波材料的分類13-14
• 1.2.3 吸波材料的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 吸波涂層結(jié)構(gòu)的設計及其發(fā)展15-21
• 1.3.1 吸波涂層的設計目標15
• 1.3.2 吸波涂層的設計原則15-18
• 1.3.3 吸波涂層的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4 本論文的研究目的與研究內(nèi)容21-22
• 1.4.1 研究目的21
• 1.4.2 研究內(nèi)容21-22
• 2 吸收劑的表征與電磁性能分析22-30
• 2.1 實驗部分22-23
• 2.1.1 實驗材料及設備22
• 2.1.2 試樣制備22
• 2.1.3 性能檢測22-23
• 2.2 實驗結(jié)果與討論23-29
• 2.2.1 吸收劑微觀形貌的表征23-25
• 2.2.2 吸收劑的靜磁性能25-26
• 2.2.3 吸收劑的電磁性能表征26-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 3 連續(xù)吸波涂層的制備與性能研究30-44
• 3.1 實驗部分30-35
• 3.1.1 實驗材料及設備30
• 3.1.2 試樣制備30-33
• 3.1.3 性能檢測33-35
• 3.2 羰基鐵/水漆涂層的性能檢測與分析35-39
• 3.2.1 羰基鐵/水漆涂層的微觀形貌35-36
• 3.2.2 羰基鐵/水漆涂層中羰基鐵含量對吸收性能的影響36-37
• 3.2.3 羰基鐵/水漆涂層中厚度對吸收性能的影響37-39
• 3.3 鐵硅鋁/水漆涂層的性能檢測與分析39-42
• 3.3.1 鐵硅鋁/水漆涂層的微觀形貌39-40
• 3.3.2 鐵硅鋁/水漆涂層中鐵硅鋁含量對吸收性能的影響40-41
• 3.3.3 鐵硅鋁/水漆涂層中厚度對吸收性能的影響41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 4 非連續(xù)吸波涂層的制備和性能研究44-56
• 4.1 設計思路44
• 4.2 實驗部分44-46
• 4.2.1 實驗材料及設備44-45
• 4.2.2 試樣制備45-46
• 4.3 羰基鐵/水漆非連續(xù)吸波涂層的性能檢測與分析46-51
• 4.3.1 羰基鐵/水漆非連續(xù)涂層與連續(xù)涂層的對比46-48
• 4.3.2 吸收劑含量對非連續(xù)涂層吸收性能的影響48-49
• 4.3.3 涂層厚度對非連續(xù)涂層吸收性能的影響49-50
• 4.3.4 非連續(xù)單元大小對非連續(xù)涂層吸收性能的影響50-51
• 4.4 鐵硅鋁/水漆非連續(xù)吸波涂層的性能檢測與分析51-55
• 4.4.1 鐵硅鋁/水漆非連續(xù)涂層與連續(xù)涂層的對比51-52
• 4.4.2 吸收劑含量對非連續(xù)涂層吸收性能的影響52-53
• 4.4.3 涂層厚度對非連續(xù)涂層吸收性能的影響53-54
• 4.4.4 非連續(xù)體單元大小對非連續(xù)涂層吸收性能的影響54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 5 模擬分析及驗證56-61
• 5.1 涂層復合電磁參數(shù)模擬計算56-57
• 5.2 涂層阻抗的模擬分析57-59
• 5.3 涂層的性能改進59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況66-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

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本文編號：852420