納米鐵粒子改性玻璃-酚醛防熱復(fù)合材料研究.pdf

1、近年來，隱身材料作為實(shí)現(xiàn)武器裝備和作戰(zhàn)平臺雷達(dá)隱身的一個(gè)有效和經(jīng)濟(jì)的重要技術(shù)手段，引起各軍事強(qiáng)國的強(qiáng)烈興趣。但目前傳統(tǒng)的隱身材料一般采用涂料形式噴涂在產(chǎn)品表面，因此有使用溫度低的缺點(diǎn)，無法滿足導(dǎo)彈這類在飛行中劇烈摩擦生熱的武器的使用要求；導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的發(fā)展對導(dǎo)彈武器用隱身材料提出迫切需求?？紤]到納米鐵粒子作為一種新型的吸波劑材料和增強(qiáng)增韌材料，當(dāng)與導(dǎo)彈外殼防熱材料結(jié)合，不僅能夠在大幅度提高外殼防熱材料物化性能的同時(shí)，有望用它設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡

2、單、隱身頻段寬的導(dǎo)彈隱身外殼。為此，本文應(yīng)用非水微乳液合成技術(shù)制備了兩種不同表面屬性和粒徑的納米鐵磁性粒子，并用它們作為填充材料，對玻璃/酚醛防熱復(fù)合材料進(jìn)行改性，研究了納米鐵磁性粒子的表面屬性、粒徑、填充含量對復(fù)合材料的物理性能、機(jī)械性能和雷達(dá)波吸收性能等材料特性的影響規(guī)律，結(jié)果如下： 1)隨納米粒徑的增大，當(dāng)納米粒子表面為MP時(shí)，改性復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和彈性模量先增加后減少，在100nm處時(shí)分別到達(dá)極值171.9MPa和15

3、.9GPa；彎曲強(qiáng)度、層剪強(qiáng)度、線燒蝕率逐漸降低；壓縮強(qiáng)度、熱導(dǎo)率和比熱容變化不明顯；當(dāng)納米粒子表面為雙端氨基聚氨酯(ATPU)時(shí)，改性復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、層剪強(qiáng)度逐漸降低；線燒蝕率逐漸增大；彈性模量有下降趨勢；壓縮強(qiáng)度變化不大，先上升后下降；熱導(dǎo)率和比熱容變化不明顯； 2)增加納米鐵粒子的含量，改性復(fù)合材料的密度有增加的趨勢；抗拉強(qiáng)度先升高再降低，在5％出現(xiàn)最大值171.9MPa；彎曲強(qiáng)度、彈性模量、壓縮強(qiáng)度逐漸增加

4、；層剪強(qiáng)度、線燒蝕率、熱導(dǎo)率逐漸降低。 3)隨粒子粒徑的減小，改性復(fù)合材料介電常數(shù)略有增加，并在X波段出現(xiàn)共振峰且向高頻移動(dòng)。隨粒子填充量增加，復(fù)合材料介電常數(shù)增加，X波段的共振峰強(qiáng)度增加，同時(shí)略向高頻移動(dòng)。通過計(jì)算機(jī)的模擬和改性復(fù)合材料平板試樣的實(shí)際測量，結(jié)果表明，適量的磁性納米金屬鐵粒子添加到復(fù)合材料中，可以實(shí)現(xiàn)部分隱身功能，5％含量改性復(fù)合材料的微波衰減在8GHz～16 GHz達(dá)到-3dB～5dB，初步實(shí)現(xiàn)了部分吸波隱身功