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《国防科学技术大学》 2002年
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PAN基吸波纤维和吸波结构的研究

周永江  
【摘要】: 本文研究了聚丙烯腈(PAN)基吸波纤维和吸波结构的制备和性能,通过优化设计制备了性能较好的吸波结构。 PAN预氧纤维在550℃、600℃、650℃进行了热处理,制备了3种吸波纤维。随着热处理温度的升高,纤维的介电常数增大。经过650℃热处理的纤维,介电损耗角接近于1,在2GHz—18GHz频率范围内具有较好的频响特性。热处理气氛中影响最大的是水,减少热处理过程中的水分可以使制得的纤维电磁性能更稳定。 用石蜡和吸波纤维制备了3种不同纤维体积分数的复合材料,测试了介电常数,经研究表明,复合材料的介电常数满足经验公式,对于介电常数实部,n=0.936,对于介电常数虚部,n=1.506。 用手糊和模压工艺制备了纤维布/树脂复合材料,测试了电磁参数,建立了纤维布层板模型,确定了模型中纤维布层的等效厚度,手糊工艺成型为0.65mm,模压成型为0.56mm。 对短切纤维吸波涂层进行了优化设计,2mm厚的吸波涂层反射率小于-10dB的带宽可以达到6GHz。 用手糊和模压的工艺制备了6块纤维布吸波材料,测试了反射率,应用纤维布层板模型对材料的反射率进行了模拟计算,并且与实测值进行了比较,结果表明,两者吻合得较好。 对纤维布吸波材料进行了优化设计,结果表明,模压和手糊的吸波结构层数以4层为宜,手糊制品厚度5.2mm,反射率小于-10dB的带宽为9.2GHz,模压制品厚度3.2mm,反射率小于-10dB的带宽为10GHz。 测试了所制得的吸波结构的力学性能,手糊制品弯曲强度为77MPa,弯曲模量为4.89GPa,模压制品弯曲强度为173MPa,弯曲模量为12.53GPa。
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