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《南京航空航天大学》 2010年
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介孔碳—金属纳米复合材料的制备及雷达/红外隐身特性

周建华  
【摘要】:本文综合运用嵌入气腔法和分块设计法,制备具有介孔结构的碳/金属(金属氧化物)复合材料,利用这种复合材料丰富的多孔结构和阻抗匹配能力有效衰减雷达波,同时通过成分调整,使这种复合材料在8~14μm波段具有较低的红外发射率,从而为制备轻质、高效的隐身材料提供理论和技术参考。主要内容有: 运用分块设计法,制备介孔碳和铁氧体的纳米复合体,实现介观尺度的阻抗匹配。实验过程中采用两步溶剂热法制备葡萄糖基碳包覆铁氧体,经500℃热处理后获得介孔碳为壳、铁氧体为核的微粒,1000℃煅烧后为Fe/C核壳结构粒子。这种葡萄糖基碳包覆铁氧体粒子在8~14μm波段的红外发射率可以降低至0.5以下,且对0.5~18 GHz频段电磁波的吸收较强,有效吸收带宽超过4 GHz。1000℃热处理后,吸波剂的匹配厚度2~9 mm范围内最小反射率均低于-20 dB,其吸收峰主要集中在低频段。 提出运用嵌入气腔设计的理念,尝试用三元共组装法制备碳与金属氧化物的复合材料。依据表面活性剂F127的模板导向作用,分别以柠檬酸铁、异丙醇铝、酞酸丁酯为金属源,制备C-Fe_2O_3、C-Al_2O_3和C-TiO_2复合材料。这种复合材料中金属氧化物与碳互为支撑,具有二维六方有序介孔结构。实验发现,加入金属氧化物后,复合材料的红外发射率保持在0.4~0.55之间,较纯介孔碳有明显降低。同时,该复合材料对电磁波的吸收峰明显宽化,有效吸收带宽可达6.7 GHz,最小反射率为-52.4 dB。 在嵌入气腔设计理念的基础上,进一步发挥磁性金属具有较大饱和磁化强度的效能。首先采用溶剂蒸发诱导自组装方法获得含磁性金属的有序介孔C-SiO_2纳米复合材料,通过高温热处理在复合材料中实现α-Fe纳米晶原位生长。这种方法增强了复合材料的磁损耗,700℃煅烧后表现出多频段吸收特性,有效吸收带宽可达5.1 GHz。继续添加第二种金属(如Co、Ni、Cu等),调节匹配厚度可使反射损耗频段涵盖2.8~18 GHz。同时,该复合材料的红外发射率可由纯C-SiO_2的0.677降低至0.498。 另外,有序介孔碳中磁性金属的植入还能通过浸渍负载法实现。有序介孔碳粉体浸渍四羧基酞菁铁溶液负载后,经700℃煅烧,通过调节匹配厚度可使该复合材料的电磁波吸收峰覆盖3.1~18 GHz。 阻抗匹配和电磁能量的快速损耗是有序介孔复合材料具有较好电磁波吸收性能的主要原因。介孔碳中引入磁性组分形成纳米复合材料,容易实现材料与自由空间的阻抗匹配。另外,复合材料具有丰富的孔道结构、高的比表面积和独特的界面效应,可以发挥磁性组分高损耗的优势,结合介孔碳的电导损耗和介电弛豫,电磁波经介孔结构定向传导后被耗散,得以充分吸收,并能获得较低的红外发射率,形成了符合需要的轻质、高效的隐身复合材料。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李貌;方庆清;熊为华;周军;;PANI包覆单一铁氧体的结构和吸波性能[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年04期
2 王科伟;时家明;樊祥;;宽频带吸波材料的设计方法[J];兵器材料科学与工程;2005年06期
3 沐磊;王丽熙;黄芸;张其土;;红外隐身涂料的研究与发展趋势[J];材料导报;2007年01期
4 庞永强;程海峰;唐耿平;邢欣;谢炜;;Fe-Co合金和中空碳纤维吸波材料的吸波特性研究[J];材料导报;2009年22期
5 何山;雷达吸波材料性能测试[J];材料工程;2003年06期
6 李灿权;张雪峰;王威娜;朱旭光;董星龙;黄昊;;铁、镍及其合金纳米粒子的制备及电磁性能研究[J];材料工程;2006年02期
7 曾国勋;张海燕;葛鹰;陈天立;;碳纳米管/电介质双层吸波涂层衰减特性分析[J];材料工程;2009年05期
8 ;Preparation and Properties of Macroporous Silicon Nitride Ceramics by Gelcasting and Carbonthermal Reaction[J];Journal of Materials Science & Technology;2005年06期
9 穆武第,程海峰,唐耿平,楚增勇,周永江,曹义;添加导电纤维对羰基铁粉吸波性能的影响[J];材料科学与工程学报;2005年04期
10 汪忠柱,姚学标,胡国光,方以坤;应用微波网络分析仪测量固态双复介质的电磁特性参数及其误差评估[J];磁性材料及器件;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵东林;李怀玉;沈曾民;;螺旋形碳纤维手性吸收剂的制备及其生长过程研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
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1 汤慧利;新型磁性纳米材料和介孔氧化硅材料的设计合成及应用研究[D];复旦大学;2008年
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1 王涛;有序介孔碳—金属氧化物纳米复合材料的制备及其应用[D];南京航空航天大学;2009年
【共引文献】
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1 张银亮;张传福;湛菁;黎昌俊;樊友奇;;铁镍合金粉末的制备及应用现状[J];四川有色金属;2007年01期
2 宋宇华;于名讯;朱洪立;王昶;丁文皓;陈开来;;雷达波吸收性聚氨酯泡沫塑料的研究[J];工程塑料应用;2006年12期
3 丁文皓;于名讯;朱洪立;宋宇华;姜兴三;;EP/SCF吸波涂层的介电性能和吸波效果研究[J];工程塑料应用;2008年05期
4 程圣华,胡国光,娄明连;BaMnZnCo-W型铁氧体微波吸收特性的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年04期
5 苏海林,胡国光,姚学标;(NiZnCo)_2-W型复合钡铁氧体吸波特性研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年01期
6 贝承训;王达;;La_(0.8)Sr_(0.2)Mn_(0.98-x)Fe_xCo_(0.02)O_3微波吸收特性研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年05期
7 徐博;孙玉发;;三维目标表面缝隙的宽带电磁散射特性研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年06期
8 赵方方;吴先良;陈明生;;旋转PE算法在目标电磁散射分析中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年05期
9 方鲲,毛卫民,冯惠平,潘成,周志彪,郭志猛;轻质宽频导电高分子微波吸收材料研究[J];安全与电磁兼容;2005年02期
10 杨文麟;李华;孙晓欣;;电波暗室的设计方法[J];安全与电磁兼容;2005年S1期
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1 马积福;高本庆;;FDTD/表面积分法求金属散射体的远场[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
2 刘杰;田宇黎;郭云霞;梁节英;;PAN基碳纤维表面电化学改性的研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
3 李斌;陈志鹏;李弘;罗辰;王慧慧;耿松;冯雷;刘秋艳;刘万东;;利用脉冲压缩雷达反射法测量复杂背景等离子体密度剖面[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
4 刘新;王荣国;刘文博;杨玉蓉;;异形截面碳纤维复合材料吸波性能研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
5 雷磊;王志瑾;;铝箔V-型皱褶构型板的雷达散射性能影响因素的研究[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
6 王梅珍;赵宝艳;王瑄;吴超;;纳米吸波材料及其在电磁辐射防护织物中的应用[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
7 赵涛;强勇;;米波雷达目标RCS分析[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
8 魏美玲;周长灵;滕祥红;李贵佳;;国内外隐身材料发展概况及趋势[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2003年学术年会论文集[C];2003年
9 李宏;章钊;王倩;熊德华;程金树;;阳极键合后基片呈现黑斑原因及影响因素[A];中国硅酸盐学会玻璃分会2009年全国玻璃科学技术年会论文集[C];2009年
10 毛健;陈家钊;涂铭旌;黄婉霞;谢宁;;微细铁粉/聚乙烯复合材料复磁导率研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
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1 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 张贵军;聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
3 王海兰;乔木体水分的测试技术及其监测系统的研究[D];北京林业大学;2011年
4 芮锡;旋转结构体电磁问题的高效分析与应用[D];电子科技大学;2010年
5 田焜;水泥基电磁防护吸波多功能复合材料的研究[D];武汉理工大学;2010年
6 高敬伟;多形态聚吡咯的制备与吸波性能研究[D];东华大学;2010年
7 李金梁;箔条干扰的特性与雷达抗箔条技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 向道朴;微多普勒回波模拟与微动特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 曾建斌;矢量磁滞数学模型理论及其应用研究[D];沈阳工业大学;2011年
10 张晶晶;二元铁基Fe-X(X=Ga,Mn)合金的结构及磁致伸缩研究[D];浙江大学;2010年
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1 崔盈慧;基于障碍物智能识别的人机融合汽车安全预警研究[D];郑州大学;2010年
2 王召召;城市环境下通信信号穿透损耗的定量研究[D];郑州大学;2010年
3 肖鸿;异向介质基本结构分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 郑向阳;某三体舰船总体初步设计及隐身性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张佳;新型二氧化锰的形貌可控合成及其电磁特性的研究[D];大连理工大学;2010年
6 陈利阳;环氧树脂基吸波涂层的电磁性能研究[D];大连理工大学;2010年
7 鲁统臻;星载SAR与AIS舰船目标检测技术研究[D];中国海洋大学;2010年
8 高良秋;溶胶—凝胶法制备NiCuZn铁氧体薄膜和粉体的研究[D];兰州大学;2010年
9 田薇薇;导电聚苯胺基吸波复合材料的制备及性能研究[D];沈阳理工大学;2010年
10 庞建莹;基于非接触测量的电气火灾智能预警系统研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵稼祥;美国防部关键技术计划——复合材料的简介与评述[J];兵器材料科学与工程;1992年01期
2 邵蔚,赵乃勤,师春生,李家俊;吸波材料用吸收剂的研究及应用现状[J];兵器材料科学与工程;2003年04期
3 唐欣;赵斌元;胡克鳌;;聚苯胺/钡铁氧体复合材料制备及电磁性能研究[J];兵器材料科学与工程;2006年05期
4 赵东林,周万城;结构吸波材料及其结构型式设计[J];兵器材料科学与工程;1997年06期
5 赵东林,周万城;涂敷型吸波材料及其涂层结构设计[J];兵器材料科学与工程;1998年04期
6 林海燕;朱红;郭洪范;於留芳;魏永生;;Fe填充碳纳米管微波吸收材料的研究[J];北京交通大学学报;2007年03期
7 翁小龙,张捷,刘孝会;热红外低辐射率涂料的研制[J];表面技术;2001年04期
8 常铮,郭灿雄,段雪,张密林;磁性超细固体酸催化剂SO_4~(2-)-ZrO_2/Fe_3O_4的组装及表征[J];催化学报;2003年01期
9 王珏;轻质纳米多孔性材料——气凝胶[J];材料导报;1993年02期
10 曾祥云,马铁军,李家俊;吸波材料(RAM)用损耗介质及RAM技术发展趋势[J];材料导报;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙俊芬;聚丙烯腈基活性中空炭纤维结构和性能的研究[D];东华大学;2005年
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1 周永江;PAN基吸波纤维和吸波结构的研究[D];国防科学技术大学;2002年
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1 曾清华,王栋知,王淀佐;聚合物-粘土矿物纳米复合材料[J];化工进展;1998年02期
2 朱军,李毕忠;聚合物/无机纳米复合材料研究进展[J];化工新型材料;2000年10期
3 吴增刚,周持兴,程宝家;原位悬浮聚合制备酸性酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料(英文)[J];合成橡胶工业;2001年04期
4 张恒;张力;;纳米复合材料实用化技术前景[J];材料导报;2001年08期
5 钟厉,韩西;纳米复合材料的研究应用[J];重庆交通学院学报;2003年03期
6 张强,张立武,余大兵,杨延涛;纳米技术在复合材料中的应用及其进展[J];纤维复合材料;2003年04期
7 魏风艳,巩强,严生;聚合物—粘土纳米复合材料[J];材料导报;2003年S1期
8 王平华,徐国永,宋功品;聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备及结构[J];高分子材料科学与工程;2004年04期
9 刘治国,欧育湘,吴俊浩;MPP/PER/APP系统阻燃的PA6/OMMT纳米复合材料的燃烧特性[J];功能高分子学报;2004年04期
10 ;专利介绍[J];橡胶科技市场;2004年01期
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1 张文龙;吴月;王暄;赵洪;吉超;;制备MgO/LDPE纳米复合材料共混方式与性能的研究[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
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3 张文龙;杜阳;王暄;杨佳明;赵洪;穆娟;;溶-熔共混法制备LDPE/SiO_x纳米复合材料的电性能研究[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
4 古菊;周扬波;杜杨;贾德民;罗远芳;;NR/改性CaCO_3纳米复合材料的形态与力学性能[A];第二届全国橡胶制品技术研讨会论文集[C];2003年
5 倪士民;李青山;吴洪江;马玉坤;;P(AN-VAc)/Clay纳米复合材料的微型化学制备研究[A];微型化学实验专辑论文集[C];2004年
6 沈辰飞;马路遥;郑明波;赵斌;邱旦峰;潘力佳;曹洁明;施毅;;SnS_2/石墨烯纳米复合材料的合成以及在锂离子电池中的应用研究[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
7 毋伟;张魁;沈淑玲;成翠兰;王志琰;王冕;陈建峰;;以Pickering乳液为基础纳米复合材料的合成[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
8 秦亚伟;王宁;董金勇;;适用于工业化的聚烯烃纳米复合材料的原位制备方法[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
9 蔡长君;季辰辰;鲁振江;包淑娟;;一步电化学合成铂-石墨烯纳米复合材料对葡萄糖的无酶催化[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
10 林嘉平;王立权;;高分子纳米复合材料[A];中国流变学研究进展(2010)[C];2010年
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1 本报记者 王海霞;纳米复合材料将广泛应用到新能源领域[N];中国能源报;2009年
2 刘霞;高效存储氢的纳米复合材料研制成功[N];科技日报;2011年
3 毕文;纳米复合材料产业化需长期培养[N];中国建材报;2011年
4 刘霞;石墨烯纳米复合材料可提升电池性能[N];科技日报;2011年
5 蔡忠仁;纳米复合材料净化空气效果好[N];中国化工报;2010年
6 宋玉春;纳米复合材料能否风行?[N];中国石化报;2005年
7 李闻芝;纳米复合材料产业化研讨会将开[N];中国化工报;2004年
8 王林;备受关注的纳米复合材料[N];中国有色金属报;2003年
9 李伟;汽车用上纳米复合材料部件[N];中国化工报;2004年
10 华成;华人学者首次合成超磁性能纳米复合材料[N];中国有色金属报;2002年
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1 李鑫;层状镁铝氢氧化物的设计合成与阻燃性研究[D];大连理工大学;2010年
2 赵明;双螺杆反应挤出纺丝级PA6/蒙脱土纳米复合材料的研究[D];东华大学;2005年
3 刘梅;金属(金属氧化物)/氧化铝纳米复合材料的制备、结构及性能研究[D];吉林大学;2006年
4 倪勇;含苯基多面齐聚倍半硅氧烷的高分子的结构与性能研究[D];上海交通大学;2007年
5 董正平;喹啉修饰SBA-15介孔分子筛纳米复合材料的制备及其作为荧光纳米探针的性能研究[D];兰州大学;2011年
6 徐平;导电聚合物及其纳米复合材料的制备和性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 左胜武;聚乙烯基石墨纳米复合材料的制备、结构和导电行为及机理研究[D];四川大学;2004年
8 孔庆红;聚合物/铁蒙脱土纳米复合材料的制备及阻燃机理研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 邱龙臻;聚合物基层状双氢氧化物和氢氧化镁纳米复合材料的研究[D];中国科学技术大学;2006年
10 丁鹏;聚烯烃/层状双氢氧化物纳米复合材料的制备及性能研究[D];中国科学技术大学;2007年
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1 戴绍明;聚合物乳液/MMT共混物涂层:结构的形成与涂层性能[D];浙江大学;2005年
2 向丽;线性低密度聚乙烯无卤阻燃体系及其协效作用的研究[D];华南理工大学;2010年
3 王慧;ZnO/Ag纳米复合材料的金属、非金属掺杂及其光催化性能研究[D];青岛科技大学;2010年
4 王璞玉;基于纳米复合材料的低能耗热流控制模块研究[D];浙江大学;2011年
5 李涛海;钛酸盐系列层状纳米光催化复合材料的合成及性质[D];华侨大学;2004年
6 李永波;铁氧体/聚吡咯和镍/硫化锌磁性复合材料的制备与表征[D];中南大学;2010年
7 李伟;壳聚糖基纳米复合材料的制备及性能研究[D];青岛科技大学;2010年
8 何浩礼;聚酰胺6及聚酰胺6/SiO_2纳米复合材料流变力学性能研究[D];湘潭大学;2010年
9 张燕玲;碳纳米材料及其磁功能化组装的研究[D];东华大学;2011年
10 臧杨;聚苯胺—铁氰化镍纳米复合材料的可控制备与电化学性能[D];太原理工大学;2010年
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