基于阻抗匹配原理的水泥基吸波材料制備及性能研究
本文關(guān)鍵詞: 水泥基吸波材料 匹配層 吸波層 反射率 透波率 出處:《濟(jì)南大學(xué)》2015年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科技的迅速發(fā)展,越來越多的電器設(shè)備和電子產(chǎn)品被應(yīng)用于生產(chǎn)生活中,新技術(shù)的應(yīng)用讓人們的生活變得更加便利的同時(shí)也使電磁輻射加劇,造成了嚴(yán)重的電磁污染。另一方面,雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步使軍事目標(biāo)的生存受到威脅。而水泥基材料廣泛應(yīng)用于軍事設(shè)施和民用建筑中,因此發(fā)展具有吸波性能的水泥基材料有著重要的利用價(jià)值。優(yōu)異的吸波材料既要有良好的吸波性能又要有較寬的吸收帶寬;谧杩蛊ヅ湓砗妥畲髶p耗理論,研究設(shè)計(jì)了電磁參數(shù)梯度變化的水泥基層狀材料。匹配層主要是為讓更多的電磁波進(jìn)入到材料內(nèi)部,充分發(fā)揮材料內(nèi)部吸波劑的損耗作用。本論文將硅灰、引氣劑、發(fā)泡劑、膨脹珍珠巖等物質(zhì)摻入到水泥基材料中制備阻抗匹配層,以多壁碳納米管、6H20型鐵氧體和FP型鐵氧體等作為吸波劑制備水泥基吸波層。調(diào)節(jié)材料的組成與配合比例,制備具有阻抗梯度變化的層狀水泥基材料。采用RCS遠(yuǎn)場法、矩形波導(dǎo)法、壓汞實(shí)驗(yàn)、分光光度計(jì)和SEM等測試方法研究了匹配層反射率、透波率、電磁參數(shù)、孔結(jié)構(gòu),吸波層的電磁參數(shù)、反射率、孔結(jié)構(gòu)和多層水泥基材料的反射率,取得了主要的研究成果和結(jié)論如下:(1)以硅灰作為低介電常數(shù)物摻入到水泥基材料中制備的匹配層,隨著硅灰摻量的增大,水泥基材料的孔隙率逐漸減小,介電常數(shù)逐漸增大,材料材料表面的匹配性能變差,其透波率最大值從30.1%逐漸減小到27.8%;采用引氣劑制備的匹配層,隨著引氣劑摻量的增大,材料的孔隙率也逐漸增大,介電常數(shù)則逐漸減小,阻抗匹配性能得到改善,透波率最大值從30.1%增到37.9%。(2)摻有20%膨脹珍珠巖的水泥基材料制備的匹配層,其透波率最高接近于60%,對材料阻抗匹配改善效果明顯優(yōu)于摻有引氣劑的試樣,并且其厚度也較容易控制,可以作為多層水泥基吸波材料的匹配層。(3)碳納米管是較好的吸波功能材料,但與其分散性關(guān)系密切。加入分散劑并結(jié)合機(jī)械攪拌和超聲分散制備的碳納米管懸浮液性能較好;隨著碳納米管摻量的增加,試樣介電常數(shù)實(shí)部與虛部均逐漸增大,但磁導(dǎo)率的實(shí)部與虛部沒有明顯的變化。(4)在摻有不同量FP型鐵氧體的試樣中,隨著碳納米管的摻量從0.25%逐漸增加到0.75%,試樣介電常數(shù)實(shí)部與虛部都呈逐漸增大的趨勢,且高于單摻相同量碳納米管的試樣。但磁導(dǎo)率變化不大;在摻有不同量6H20型鐵氧體的試樣中,隨碳納米管摻量增大,試樣介電常數(shù)也逐漸增大,磁導(dǎo)率同樣基本保持不變。(5)在吸波層相同的情況下,以有20%膨脹珍珠巖的水泥基材料作為表面層的試樣吸波性能更佳,并且雙層水泥試樣的吸波性能明顯優(yōu)于相同厚度的單層水泥試樣;在匹配層相同的情況下,雙層吸波材料的吸波性能在FP型鐵氧體摻量分別為0%、10%、20%時(shí),隨著碳納米管摻量的逐漸增加先增強(qiáng)后減弱,均在摻量為0.50%的情況下達(dá)到最佳。當(dāng)FP型鐵氧體摻量為30%時(shí),隨著碳納米管摻入量的不斷增加,材料的吸波性能逐漸減弱。(6)以摻有20%膨脹珍珠巖水泥基材料作為匹配層,復(fù)摻0.50%碳納米管和20%FP型鐵氧體水泥基材料作為中間吸波層,當(dāng)?shù)讓游ú牧衔▽油瑫r(shí)增加碳納米管摻量到0.75%、FP型鐵氧體到30%時(shí),比增加單一組分的三層試樣的吸波性能更佳。并且其反射率低于-7dB的帶寬為11.01GHz,低于-10dB的帶寬為7.65GHz。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TQ172.1;TB34
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,本文編號(hào):1552715
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