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碳纤维吸波材料的研究进展吴红焕,王晓艳,张 玲,朱冬梅,周万城(西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072) 摘要 通过对碳纤维在复合材料中吸波性能的研究,得出通过控制碳纤维的长度和含量,以及采用化学掺杂或异型截面是得到频带宽、厚度薄、质量轻、吸收强结构吸波材料的有效方法,同时大力开展螺旋碳纤维和碳纳米管的研究是加快进展的新方向。
关键词 碳纤维 吸波材料 碳纳米管 化学掺杂中图分类号:TQ342+.742 文献标识码:APresent Development of Absorbing Composites Containing C arbon Fibers WU Honghuan,WAN G Xiaoyan,ZHAN G Ling,ZHU Dongmei,ZHOU Wancheng (State Key Laboratory of Solidification Processing,Northwestern Polytechnical University,Xi’an710072)Abstract The characteristic and transforming methods of short carbon fibers are discussed in this paper,in2 cluding additive lengths,contents,adulteration and non2circular section.Controlling the length and content of carbon fibers and exploiting adulteration and non2circular section are effective methods to get“wide,thin,light,strong”structure absorbing materials.At the same time,coiled carbon fibers and carbon nano2pipes are the new direction to ac2 celerate development.K ey w ords carbon fiber,absorbing material,CN Ts,chemical adulteration0 前言雷达吸波材料是指能吸收、衰减入射的电磁波,并将电磁能转换成热能而耗散掉,或使电磁波因干涉相消的一类材料。
吸波材料的发展现状一.1.目前吸波材料分类较多，现大致分成下面4种：1．1按材料成型工艺和承载能力可分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料。
1.2 按吸波原理吸波材料又可分为吸收型和干涉型两类。
吸收型吸波材料本身对雷达波进行吸收损耗，基本类型有复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体；干涉型则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消。
1.3 按材料的损耗机理吸波材料可分为电阻型、电介质型和磁介质型3大类。
碳化硅、石墨等属于电阻型吸波材料，电磁能主要衰减在材料电阻上；钛酸钡之类属于电介质型吸波材料，其机理为介质极化驰豫损耗；磁介质型吸波材料的损耗机理主要归结为铁磁共振吸收，如铁氧体、羟基铁等。
1.4 按研究时期可分为传统吸波材料和新型吸波材料。
铁氧体、钛酸钡、金属微粉、石墨、碳化硅、导电纤维等属于传统吸波材料，它们通常都具有吸收频带窄、密度大等缺点。
其中铁氧体吸波材料和金属微粉吸波材料研究较多，性能也较好。
新型吸波材料包括纳米材料、手性材料、导电高聚物、多晶铁纤维及电路模拟吸波材料等，它们具有不同于传统吸波材料的吸波机理。
其中纳米材料和多晶铁纤维是众多新型吸波材料中性能最好的2种。
2.无机吸波剂2.1 铁系吸波剂2.1.1 金属铁微粉金属铁微粉吸波剂主要是通过磁滞损耗、涡流损耗等吸收衰减电磁波，主要包括金属铁粉、铁合金粉、羰基铁粉等。
金属铁微粉吸收剂具有较高的微波磁导率，温度稳定性好等优点，但是其抗氧化、抗酸碱能力差，介电常数大，频谱特性差，低频吸收性能较差，而且密度大。
2.1.2 多晶铁纤维多晶铁纤维具有很好的磁滞损耗、涡流损耗及较强的介电损耗，并且是良好的导体，在外界电场作用下，其内部自由电子发生振荡运动，产生振荡电流，将电磁波的能量转化成热能，从而削弱电磁波。
2.1.3 铁氧体铁氧体吸波材料是研究较多也较成熟的吸波材料。
它的优点是吸收效率高、涂层薄、频带宽；不足之处是相对密度大，使部件增重，以至影响部件的整体性能，高频效应也不太理想。
吸波材料姓名：王丽君学院：纺织与材料工程学院专业：材料工程科目：材料表面与界面工程技术学号：13208520403408吸波材料摘要：介绍了吸波材料的吸波原理和吸波材料的分类，以及几种新型吸波材料，如铁氧体吸波材料，纳米吸波材料、手性材料、导电高分子吸波材料，耐高温陶瓷材料，并简单介绍了纳米复合材料的制备方法。
关键词：吸波材料；吸波原理；新型吸波材料；纳米复合材料的制备信息化战争中，武器平台的高度信息化和电子化，使飞机、坦克、舰艇等所处的环境日益复杂。
它们除受地面或空中的火力威胁和电子干扰外，其一举一动还处于红外、雷达、激光等探测器的严密监视之下，使其生存能力和战斗能力面临极大挑战，这样其隐身性能就显得尤为重要。
隐身技术主要涉及材料隐身和结构隐身两大方面。
前者是使用吸波材料或涂料；后者是合理地设计武器外形，以提高隐蔽性。
再此，不得不提及吸波材料。
1、吸波材料的吸波原理吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量，一般由基体材料(或粘接剂)与吸收介质(吸收剂)复合而成。
由于各类材料的化学成分和微观结构不同,吸波机理也不尽相同。
材料吸收电磁波的基本条件是：①电磁波入射到材料上时，它能尽可能不反射而最大限度地进入材料内部，即要求材料满足阻抗匹配；②进入材料内的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即要求材料满足衰减匹配。
2、吸波材料的分类目前吸波材料分类较多，现大致分成下面4种：(1) 按材料成型工艺和承载能力，可分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料。
前者是将吸收剂(金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等)与粘合剂混合后，涂覆于目标表面形成吸波涂层；后者是具有承载和吸波的双重功能,通常是将吸收剂分散在层状结构材料中，或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料(如玻璃钢、芳纶纤维复合材料等)为面板，蜂窝状、波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。
(2) 按吸波原理，吸波材料又可分为吸收型和干涉型两类。
改性铁氧体复合吸波材料研究进展目录1. 内容概览 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的 (3)1.3 研究意义 (5)1.4 国内外研究现状 (6)2. 改性铁氧体吸波材料概述 (7)2.1 铁氧体材料特性 (8)2.2 改性铁氧体吸波材料分类 (9)2.3 改性铁氧体吸波材料制备方法 (10)3. 改性铁氧体吸波材料的性能研究 (12)3.1 电磁屏蔽性能 (13)3.2 吸收性能 (15)3.3 温度稳定性研究 (17)3.4 其他性能研究 (18)4. 改性铁氧体吸波材料的应用研究 (19)4.1 军事领域应用研究 (20)4.2 航空航天领域应用研究 (21)4.3 汽车电子领域应用研究 (22)4.4 其他应用领域研究 (24)5. 改性铁氧体吸波材料的发展趋势及展望 (25)5.1 技术发展趋势 (26)5.2 产业发展趋势 (27)5.3 存在的问题与挑战 (28)5.4 未来研究方向 (29)6. 结论与建议 (30)6.1 主要研究成果总结 (31)6.2 建议与展望 (32)1. 内容概览随着无线通信技术的快速发展，对吸波材料的需求也日益增长。
改性铁氧体作为一种具有优异电磁性能的材料，近年来在吸波材料领域取得了显著的研究进展。
本文将对改性铁氧体复合吸波材料的研究方向、主要研究内容和发展趋势进行概述，以期为该领域的研究者提供参考。
本文将介绍改性铁氧体的基本性质和优点，包括其较高的磁导率、低的介电常数和良好的可塑性等。
本文将重点关注改性铁氧体复合吸波材料的研究进展，包括其制备方法、结构设计、性能优化等方面。
本文还将对改性铁氧体复合吸波材料在射频、微波和毫米波频段的应用进行探讨，以及在5G通信、物联网、雷达等领域的潜在应用前景。
本文将对改性铁氧体复合吸波材料的发展趋势进行展望，包括新型结构设计、高性能基材的选择以及与其他吸波材料的耦合等。
1.1 研究背景随着现代电子技术的飞速发展，电磁波的干扰问题日益突出，对电磁兼容性的需求也日益增长。
第39卷第4期2011年4月化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S V ol 39N o 4 29基金项目:江苏省高校自然科学重大基础研究项目(10KJA430054)作者简介:杨磊(1985-),硕士研究生,主要从事功能材料的研究。
联系人:张长森。
无机 有机复合吸波材料研究进展杨 磊1 张长森2* 罗驹华2(1 常州大学,常州213164;2 盐城工学院,盐城224051)摘 要 介绍了无机吸波材料和有机吸波材料种类、特点及研究现状;阐述了无机 有机复合材料的吸波机理。
重点分析了核 壳结构、纳米结构、膜结构及管状结构等不同结构无机 有机复合吸波材料制备方法、性能的研究现状,最后指出了该研究领域中存在的不足及研究发展方向。
关键词 吸波材料,无机/有机复合材料,综述Recent progress in the development of inorganic organic compositeabsorbing materialsYang Lei 1Zhang Chang sen 2Luo Juhua2(1 Scho ol o f Materials Science and Eng ineer ing,Changzhou U niv ersity ,Changzho u 213164;2 School of M aterials Eng ineering ,Yancheng Institute o f Technolog y,Yancheng 224051)Abstract T he ino rg anic/or ganic composite materials are one o f ho t st udy in material science.W e intr oduced t hespecies,features and r ecent study of inor ganic and o rg anic absor bing materials sever ally;ex patiated absor ption wav e mech anisms of the ino rg anic/or ganic co mpo site mater ials;fo cused on t he prepa ratio n appr oaches,pr operties and cur rent r esear ch situat ion of differ ent str ucture composite mater ials,such as the co re shell str ucture,nanostr uctur e,membrane str ucture and tubular structure.F inally,it w as po inted out that sho rtcoming s o f curr ent r esear ch and futur e dir ect ion of the ino rg anic/or g anic co mpo site abso rbing mat er ials.Key words wav e abso rbing mater ials,inorg anic/o rg anic absor bing material,over view吸波材料由吸收剂和基体材料两部分组成,是一类能够吸收、衰减入射的电磁波,并将电磁能转换为其它形式的能量(如机械能、电能和热能)而消耗掉的功能材料。
吸波纤维的研究现状提要：本文从现代社会中的电磁辐射危害入手,对吸波材料的定义、原理、应用形式等方面进行了概述,并按照其材质特点进行分类研究,对碳纤维、碳化硅纤维和金属纤维等吸波材料的研究现状进行了综述。
关键词:吸波纤维;碳纤维;碳化硅纤维;金属纤维1、前言随着各种电器、电子设备在现代社会中的极大普及,电子电气设备的使用越来越频繁和广泛,所有这些不可避免向环境辐射电磁能量。
这些电磁能量给人们正常的生活与工作带来许多危害。
由此,吸波材料的性能研究与实际应用被越来越多地关注。
所谓吸波材料,是指能够吸收衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换成热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。
吸波材料按材料成型工艺和承载能力可分为涂敷型和结构型。
涂敷型吸波材料是将吸收剂与粘结剂混合后涂敷于目标表面形成吸波涂层;而结构型吸波材料,则通常是将吸收剂(粉剂、纤维等形式)分散在由特种纤维(如石英纤维、玻璃纤维等)增强的结构材料中所形成的结构复合材料,它具有承载和吸收雷达波双重功能。
其中,吸波纤维作为一类具有鲜明特点的结构型吸波材料,与日常织物共混后形成的纤维吸波材料,既具有较优良的吸波性能,又具有体积质量轻、实施方法易,敷设范围广等优点,因而成为近年来吸波材料的一大研究发展趋势。
按照纤维吸波材料的吸波纤维材质不同,比较具有代表性的主要有以下几种:2、碳纤维隐身用的特种碳纤维是制造吸波材料的关键。
碳纤维结构吸波材料具有承载和减少雷达比反射面的双重功能,是功能与结构一体化的优良微波吸收材料。
与其它吸波材料相比,它不仅具有硬度高、高温强度大、热膨胀系数小、热传导率高、耐蚀、抗氧化等特点,还具有质轻、吸收频带宽的优点。
目前认为,碳纤维作为树脂增强体加入,添加的碳纤维量达40%甚至更多,这种碳纤维复合材料对电磁波几乎是全反射,只有经过特殊处理的碳纤维才具有一定的吸波性能。
这些特殊处理方法主要有邹田春等人[3]将对称振子结构应用于吸波材料的设计中,采用粘胶基活性碳毡作为振子臂的材料,并在两臂间接以电阻。
编者按:纳米材料是当前材料科学研究的热点之一,涉及多种学科,具有极大的理论和应用价值,被誉为/21世纪最有前途的材料0,国内众多科研单位在此领域也作了大量工作,形成各自特有的研究体系。
本文(Ñ、Ò)就其中的高分子纳米复合材料,提出了作者的一些见解,供同行们共同探讨,以促进研究水平的提高,不断取得创新的成果。
高分子纳米复合材料研究进展*(I)高分子纳米复合材料的制备、表征和应用前景曾戎章明秋曾汉民(中山大学材料科学研究所国家教委聚合物复合材料及功能材料开放研究实验室广州510275)文摘综述了高分子纳米复合材料的发展研究现状,将高分子纳米复合材料的制备方法分为四大类:纳米单元与高分子直接共混(内含纳米单元的制备及其表面改性方法);在高分子基体中原位生成纳米单元;在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高分子及纳米单元和高分子同时生成。
介绍了高分子纳米复合材料的表征技术及其应用前景。
关键词高分子纳米复合材料,纳米单元,制备,表征,应用Progress of Polymer2Nanocomposites(I)Preparation,Characterization and Application of Polymer2NanocompositesZeng Rong Zhang Mingqiu Zeng Hanmin(Materials Science Institute of Z hongshan Uni versity,Labo ratory of Poly meric Co mpo si te&Functio nal Materials,The State Educational Commissi on of China G uangzhou510275)Abstract The progress of polymer2nanocomposites is revie wed.The preparation methods are classified into four categories:direc tly blending nano2units with polymer(including preparation and surface2modification of nano2units),in situ synthesizing nano2units in polymer matrix,in situ polymerizing in the presence of nano2units and simultaneously syn2 thesizing nano2units and polymer.The characterization and application of polymer2nanocomposites are also introduced.Key words Polymer2Nanocomposites,Nano2Unit,Preparation,Characterization,Application3高分子纳米复合材料的表征技术高分子纳米复合材料的表征技术可分为两个方面:结构表征和性能表征。
电磁超材料的设计及其吸波性能的研究一、本文概述电磁超材料，作为一种人工设计的复合材料，近年来在电磁学领域引起了广泛关注。
其独特的电磁特性使得超材料在吸波、隐身、增强电磁波传播等多个方面展现出巨大的应用潜力。
特别是在吸波性能方面，电磁超材料能够实现对特定频率电磁波的高效吸收，因此在电磁防护、雷达隐身等领域具有重要的应用价值。
本文旨在深入研究电磁超材料的设计原理及其吸波性能。
我们将对电磁超材料的基本概念和分类进行介绍，阐述其与传统材料的区别和优势。
随后，我们将重点探讨电磁超材料的设计方法，包括材料组成、结构设计和制备工艺等方面的内容。
在此基础上，我们将通过实验和模拟手段，研究不同设计参数对电磁超材料吸波性能的影响，并优化其性能表现。
本文还将对电磁超材料在实际应用中的挑战和前景进行讨论。
通过对电磁超材料吸波性能的研究，我们期望能够为相关领域的科技进步和产业发展提供有益的参考和指导。
二、电磁超材料的设计原理电磁超材料，也称为电磁超构材料或电磁元胞材料，是一类具有特殊电磁性质的人工复合材料。
其设计原理主要基于微观结构的调控和优化，实现对电磁波传播行为的独特控制。
这些材料通过人工构造特定的亚波长单元结构，如开口谐振环、金属线、分形结构等，以调控电磁波的振幅、相位、极化状态和传播方向。
在设计电磁超材料时，首先需要对电磁波在材料中的传播行为有深入的理解。
这包括电磁波在材料中的反射、透射、散射以及吸收等过程。
通过调整材料的介电常数和磁导率，可以实现电磁波在材料中的特定行为，如隐身、聚焦、偏转等。
电磁超材料的设计还需要考虑材料的结构和组成。
亚波长单元结构的形状、尺寸、排列方式等因素都会对电磁波的响应产生影响。
例如，通过调整开口谐振环的尺寸和排列方式，可以实现对特定频率电磁波的强吸收。
材料的组成也是设计的重要因素，包括基体材料的选择、填充物的种类和含量等。
电磁超材料的设计还需要考虑实际应用的需求。
不同的应用场景对电磁超材料的性能要求不同，如隐身、通信、传感等领域对电磁超材料的需求各不相同。
吸波材料xxx一、引言将电磁波转换为其他形式的能量（如机械能、电能和热能）而消耗掉,可用于隐身目的的材料称为隐身吸波材料。
隐身技术是指在一定探测环境中控制、降低各种武器装备的特征信号，使其在一定范围内难以被发现、识别和攻击的技术。
由于隐身技术能极大地提高武器的生存能力和作战效果，受到许多国家的高度重视，成为集陆、海、空、天四位一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段，成为现代军事研究的关键技术。
随着电子对抗技术的不断发展，未来战争的各种武器将面临巨大的威胁，提高武器系统的生存能力及突防能力是现代武器研制的重点。
隐身技术作为提高武器作战效能的一种有效手段，与激光、巡航导弹并称为当今军事技术的三大革命。
隐身技术自从问世以来，在战斗机、导弹和舰船等主要作战武器系统上的应用都得到了较大的发展。
短短几年的时间，隐身技术的研究及其应用又获得了突破性进展。
它的应用范围又得到很大扩展，已波及到水雷、机车、工事、战车等领域。
美国的飞机隐身技术处于世界领先地位，其杰出代表是F-117A隐身攻击战斗机、B-2隐身战略轰炸机和F-22先进战术战斗机。
其中F-117A隐身攻击战斗机是美国空军第1种服役的隐身战斗机。
在海湾战争中，F-117A隐身战斗攻击机的出色表现和令人吃惊的战果，使得隐身技术更进一步受到世界军事强国的重视，成为引人注目的高技术武器系统。
F-117A 曾被称为“黑色喷气机”，原因是机体表面几乎全部涂覆了黑色的雷达吸波材料。
B-2隐身战略轰炸机外表面涂覆有一种具有不同厚度的韧性隐身涂层。
这种涂层是导电的，每5年要更换一次，在B-2轰炸机的整个寿命期内，将这种涂层剥除并重新涂覆大约要进行4次，以保证它的隐身特性。
B-2轰炸机大量采用了吸波复合材料，如机身表面的大部分由吸波的碳纤维蜂窝夹层结构制成。
外翼的蒙皮及梁大多采用碳纤维/环氧复合材料。
F-22是是美国洛克希德.马丁与波音公司为美国空军研制的21世纪初主力重型战斗机，在美国空军武器装备发展中占有最优先的地位。
吸波海绵原理吸波海绵，也叫电磁波吸收材料，是一种用于减少电磁波反射和传输的特殊材料。
吸波海绵的设计思路是利用具有高介电常数和介电损耗的材料，使得其能够有效地吸收电磁波能量而不反射。
从而降低电磁波对周围环境的干扰和影响，以及提高电磁波信号的传输效率。
吸波海绵通常由硅胶、氯丁橡胶、聚氨酯等有机高分子材料制成，这些材料具有较高的电磁波吸收性能。
吸波海绵的制备过程是在这些材料中添加各种吸波剂和助剂，然后经过挤压、混合、发泡等工艺过程制成海绵状的材料。
吸波剂是吸波海绵的重要组成部分，其作用是使材料具有较高的介电常数和介电损耗，从而增强吸波性能。
常用的吸波剂包括铁氧体、碳黑、氧化铁、氧化锌等。
助剂的作用是改善材料的成型性能、提高吸波性能。
吸波海绵的吸波机理是电磁波在吸波材料中传播时与材料中的分子发生相互作用，产生摩擦和能量损耗。
这种摩擦和能量损耗会将电磁波能量转化为热能，使其被吸收而不反射。
吸波材料的介电常数和介电损耗是影响吸波效果的重要因素。
吸波海绵广泛应用于电磁兼容性测试、电磁场防护、天线设计、噪声控制、摄像机等领域。
在电磁兼容性测试中，吸波海绵用于减少测试环境中的反射和干扰；在天线设计中，吸波海绵用于提高天线的工作效率；在噪声控制中，吸波海绵用于降低机器和设备产生的噪音。
随着电子信息技术的飞速发展，吸波海绵的应用范围将继续扩大，并且不断更新和改进吸波材料的吸波性能将是研究的重要方向。
吸波海绵在电磁兼容性测试中的应用在电磁兼容性测试中，吸波海绵主要用于减少测试环境中的反射和干扰。
测试环境中存在的电磁干扰会对测试结果产生很大的影响，而吸波海绵能够有效地吸收不必要的电磁波反射，提供一个干净的测试环境。
在实际测试中，常常使用吸波海绵来制造一个“无反射室”，以便更准确地测量电磁场强度和分布。
这种“无反射室”由吸波海绵衬垫和金属框架组成，使得测试环境中的电磁波能够被有效地吸收而不会反射。
在电子设备中，电磁干扰可能会对周围的电子设备产生影响，从而使得这些设备不能正常工作。
