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《东华大学》 2012年
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GF/ACF电路屏复合材料的吸波性能研究

李利伟  
【摘要】:本论文基于“阻抗匹配”的原则,以活性碳纤维(ACF)电路屏为吸波体,玻璃纤维(GF)为阻抗调节剂制备了环氧树脂基GF/ACF吸波复合材料,并详细研究了材料的电磁波反射、吸收性能及其吸波机理。主要内容及结论如下: (1)研究ACF电路屏的形状结构及尺寸参数对材料电磁波反射、吸收性能的影响。对于矩形电路屏复合材料,研究了缝隙的长宽比及缝隙间距对材料吸波性能的影响,发现当长宽比为2、间距为0.5cm时,复合材料的电磁波反射率最低(在2.3-18GHz有-10dB以下的反射率,最低反射值为-34.9dB);对于方形电路屏复合材料,当缝隙边长为2cm、间距为0.8cm时,复合材料的吸波性能最优,最低反射衰减值为-33.9dB。此外,对吸波层厚度对材料电磁波反射特性的影响也进行了研究,发现当吸波层厚度超过趋肤深度后,增加吸波层厚度不再是改善材料吸波性的有效途径。结果表明:电路屏的结构参数对复合材料的电磁波反射、吸收性能影响显著,电路屏自身的频率选择性、ACF毡的介电损耗、涡流损耗是影响复合材料吸波性能的主要因素。因此,合理设计电路屏的结构参数是制备优质吸波材料的有效途径。 (2)研究了ACF自身结构性能对电路屏复合材料吸波性能的影响。以不同活化温度处理的ACF电路屏为吸波体,制备了电路屏复合材料并对其吸波性能进行了分析。结果表明:活化后ACF电路屏复合材料的吸波性优于未活化的ACF电路屏复合材料,其中活化温度为750℃时的ACF电路屏复合材料吸波效果最好(在5.2-9.9GHz有-10dB以下的反射衰减,最低反射衰减为-21.1dB)。ACF内部π电子的极化弛豫及纤维微观形貌对电磁波的散射损耗是ACF自身结构衰减电磁波的主要机制。 (3)论文进一步研究了阻抗调节剂——玻璃纤维片的填充对ACF电路屏复合材料电磁波反射、吸收性能的影响。结果表明:将玻璃纤维片填充至电路屏的缝隙中,能有效的拓宽材料的吸收频带宽度及最低反射衰减值,且玻纤片的大小具有最优值。对于3 x 1.5cm2的矩形缝隙,填充2 x 1cm2玻纤片时,材料的吸波性最好,有效带宽为12.1GHz。对于边长为3cm的方形缝隙,填充边长2cm玻纤片时,材料对电磁波最低反射值达到-29.8dB。因此,阻抗匹配则是设计吸波材料的重要原则,论文通过合理调节透波材料(玻璃纤维)与吸波剂(碳纤维)的有效组合,制备出了具有良好阻抗匹配特性、高吸收、低反射性能的吸波材料。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB332

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【参考文献】
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