材料透波率
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透波材料
一、透波材料:能透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质(包括能量)的材料我们以不同性能的高分子材料为基体,通过填充、共混微波陶瓷介质和复合纤维等手段,在保证材料有良好承受机械力和其它性能的同时,调节材料的介电常数和耗散因数,得到透波率能够满足我们的使用要求的复合材料。
在实际运用中,介电常数和耗散因数是衡量透波材料透波能力的两个重要指标,根据透波材料的使用环境,还需要考虑除透波率外的其它性能,如长时间的耐高温性能、高刚性、尺寸稳定、阻燃、韧性、化学腐蚀、耐磨、自润滑、耐老化等。
材料及描述
以下材料专门应用于需要高透波率的地方,同时还可以根据需要选择其它性能:尺寸稳定、阻燃、韧性、耐高温、化学腐蚀、耐磨、自润滑、耐候、耐老化
产品描述牌号应用?
97%透波率、超耐高温改性PEEKPEEK-K06军事、航空、航海特种雷达用天线罩、附属部件、气象设备外壳罩、科研仪器设备、探测用途?
97%透波率、高刚性、耐高温PIPI-K05?
92%透波率、阻燃V-0、耐化学腐蚀、耐磨PPSPPS-T01?
95%透波率、阻燃V-0、耐化学腐蚀、耐磨PPSPPS-T02?
97%透波率、阻燃V-0、耐化学腐蚀、耐磨PPSPPS-T03?
99%透波率、阻燃V-0、耐化学腐蚀、耐磨PPSPPS-T04?
99%透波率、表面光泽、耐老化ASAASA-T01民用天线罩:移动通讯基站点天线罩、气象雷达罩、车载天线罩、天线包封材料、微波天线罩?
99%透波率、表面光泽、耐老化ASAASA-T02?
90%透波率、强韧性、耐候、耐老化PA6CT01?
96%透波率、强韧性、耐候、耐老化PA6CK04?
97%透波率、强韧性、耐候、耐老化PA6CK06?
96%透波率、尺寸稳定、抗UV、耐候PCPC-T01?
97%透波率、尺寸稳定、抗UV、耐候PCPC-K06?
92%透波率、抗UV、耐交替高低温、耐老化PPPP-T01低成本化民用、长期户外使用天线罩、民用楼顶高敏接收天线罩?
95%透波率、抗UV、耐交替高低温、耐老化PPPP-T02?
97%透波率、抗UV、耐交替高低温、耐老化PPPP-T03
军用透波复合材料的研究进展
1.前言
现代战争是从电子战开始的,即在争取“制空权”时,很大程度上是在争取“制电磁权”。战争的任何一方失去了“制电磁权”在硬武器较量中将处于被动挨打的地位,电子战被视为第四维战场。而这些先进设备的应用离开了雷达罩的技术发展是不可能实现的。
现代雷达技术已由早期探测、火控、气象和导航功能,进一步发展出电子侦察、电子干扰、精确制导等功能。雷达罩工作频率也由单频发展为宽频,直至多波段全频带。不仅要求雷达罩有高透波率,而且要有低吸收率。雷达罩材料的低介电常数和低介质损耗是满足新型雷达要求的必要条件。
透波材料通常分为两类:一种为纤维增强有机耐热树脂基复合材料,另一种为无机材料,如氧化铝、二氧化硅、玻璃陶瓷、氮化硅、氮化硼等。无机材料在波范围内能满足雷达罩电气性能厘米波范围的要求,使用性能良好。但对于毫米波段(波长在1-1000mm,频率在-300GHz 范围的电磁波)和有宽带性能的天线罩来看,则显示较大的缺点(强度低、壁较厚等)。因此随着高载荷、高飞行速度战术导弹的发展,多选有机耐热树脂基复合材料作透波材料。本文主要综述用于军用航空透波复合材料的研究进展。
2.电性能要求
透波复合材料是由增强纤维和基体材料构成的,两者的电性能直接决定透波复合材料的电性能如下式[1]:
lgεN =υf logεf + (1 -υf -υ0) logεm+υ0logε0
其中υm= 1-υf-υ0
ε
N
-复合材料的介电常数
ε
f
-复合材料中纤维的介电常数
ε
m
-复合材料中基体的介电常数
ε
-复合材料中孔洞中介质的介电常数
υ
f
-复合材料中纤维的体积分数
υ
m
-复合材料中基体的体积分数
υ
-复合材料中孔洞的体积分数
又根据介质损耗角正切的定义,垂直于纤维布平面的复合材料的介质损耗角正切为:
tgδ⊥={[υfεmε0 tgδf + (1 -υf -υ0)εfε0 tgδm +
υ
0ε
m
ε
f
tgδ0]εN } /εmεfε0
一般υ0很少,通常要求<1% ,因此复合材料中的εN和tgδ⊥主要决定于εm、tgδm、εf和tgδf,也就是复合材料的电性能取决于增强纤维和基体材料。3. 增强体纤维材料
国外增强体纤维材料研究现状
在透波复合材料中最早使用的是E玻璃纤维,后来又有特种玻璃纤维, 是指高强度玻璃纤维(S-glass),高模量玻璃纤维(M-glass)和低介电玻璃纤维
(D-glass)[2]。真正用于雷达罩的专用玻璃纤维主要是D玻璃纤维、石英纤维和高硅氧玻璃纤维,D玻璃纤维专用于雷达罩,它具有较低的介电常数和正切损耗,但同时,机械性能较低,一般仅为E玻璃纤维的70%,为达到一定的介电性能时,往往采用 D玻璃纤维。新型低介D电玻璃纤维是一种硅硼纤维(72%-75%
的SiO
2,23%的B
2
O
3
),主要用于制造雷达罩,目的是改善电性能和减少电厚
度以降低实心罩的质量,在MIRAGE 2000、GRIPEN JAS 39、HAWK 200、HARRIER 上都有应用。
高硅氧玻璃纤维中二氧化硅的含量为91~99%,它是以酸浸洗E玻璃纤维,除去碱金属,再于670~800 ℃加热烧结而形成高硅氧玻璃纤维。
芳纶纤维是高度定向的芳香族聚酰胺纤维的统称,其代表品种为美国杜邦公司生产的Kevlar-49,其性能见表1示。由于芳纶纤维具有较低的密度、优越的抗冲击性和比刚度高、比强度高等特性,在航空上得到广泛应用,一度有取代玻璃纤维的趋势。波音公司的CH-46直升机用芳纶复合材料,每g减重率%。然而由于纤维中大分子对称性高,容易造成复合材料构件湿涨开裂,电性能降低,因而在雷达罩中的应用受到影响。其他纤维混杂可以获得优良的综合性能。石英纤维的化学成份是纯度达% 以上的二氧化硅,经熔融制成纤维,其介电常数和正切损耗与上述玻璃纤维相比都是最小的,石英纤维的机械性能取决于制造工艺技术,另外,石英纤维的线膨胀系数较小,而且具有弹性模量随温度增高而增加的罕见特性。
各种增强体纤维的性能见表1。
致纤维与树脂粘附性差,必须对纤维进行表面处理,同时选择合适的树脂体系。超高模量聚乙烯纤维(UHMPE),如Dyneema和Spectra系列,强度高、不吸水抗冲击,在X波段至mm波段范围内,具有优良的介电性能,与树脂浸润性好,复合材料的防弹性和力学性能在高温下保持稳定,是一种很有前途的高性能雷达罩增强材料。常与其他纤维混合成透波混杂复合材料使用。例如Spectra/玻璃纤维(25/75 )复合材料的介电常数为; Spectra/石英混杂体