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金属增强泡沫玻璃基复合材料吸波性能研究

陈阔  
【摘要】:本文以硼硅酸盐泡沫玻璃为基体,添加钴、镍和铜等金属粉末,制备吸波复合材料。通过XRD分析样品组成,SEM观察试样孔结构,用波导法测试了复合材料在X波段(8.2—12.4GHz)的复介电常数、复磁导率并计算得到复合材料的反射率。 结果表明:对于不加金属粉末的泡沫玻璃,石墨量为2.0wt%的试样,随着频率增加,复介电常数实部和虚部分别从3.25和1.3下降到3和1。复磁导率实部在0.96—1.07之间,虚部在0.02—0.13之间。反射率在整个X波段均低于-2dB,在12.4GHz达到最小值为-6dB,对应厚度为3mm。 对于含钴泡沫玻璃,当钴粉添加量比较低时,样品具有低密度和高气孔率,当钴粉对泡沫玻璃质量比大于3:20时,试样平均孔径和气孔率随着添加量增加而迅速降低,密度增加。随着质量比增加,泡沫玻璃的复介电常数实部在4.5—50之间变化;复介电常数虚部随着质量比变大而增加,其值在2.7—50范围变动;当质量比大于5:20时,实部和虚部均急剧增加。随着质量比变大,复磁导率实部数值在0.95—1.1之间变化;虚部随着质量比变大而增加,其值在0.02—0.32范围变化。Co3试样(钴粉对泡沫玻璃质量比为3:20),反射率在整个X波段,反射率均小于-11dB,在9.6GHz得到最小反射率为-15.1dB,对应厚度为3.5mm。对于含镍泡沫玻璃,Ni1试样(镍粉对泡沫玻璃质量比为1:20)在9.5—11GHz频段,反射率低于-10dB;对应厚度为4mm。 对于含铜泡沫玻璃,Cu4试样(铜粉对泡沫玻璃质量比为4:20)的反射率在8.3—10.8GHz频段,反射率均低于-10dB,对应厚度为4mm。 泡沫玻璃基复合材料对微波的损耗主要来自介电损耗,加入金属粉末能够提高泡沫玻璃的介电损耗,改善玻璃基体与空气之间的阻抗匹配,进而提高复合材料的吸波性能。


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