基于阻抗匹配原理的水泥基吸波材料制備及性能研究.pdf

1、隨著社會的不斷進步和科技的迅速發(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，雷達技術(shù)的進步使軍事目標(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)計了電磁參數(shù)梯度變化的

2、水泥基層狀材料。匹配層主要是為讓更多的電磁波進入到材料內(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遠場法、矩形波導(dǎo)法、壓汞實驗、分光光度計和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)，

3、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：
　?。?）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%

4、增到37.9%。
　?。?）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)實部與虛部均逐漸增大，但磁導(dǎo)率的實部與虛部沒有明顯的變化

5、。
　?。?）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。
　?。?）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

6、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，隨著碳納米管摻量的逐漸增加先增強后減弱，均在摻量為0.50%的情況下達到最佳。當(dāng)FP型鐵氧體摻量為30%時，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。
　?。?）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增加碳納