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碳纤维复合材料的结构对辐射特性的影响

吴楠  
【摘要】:在复合材料通用性极强的大背景下,碳纤维复合材料由于其优越的力学性能备受关注,而随着对碳纤维复合材料研究的深入与广泛应用,其在电磁学与热力学特性的改进与优化也迫在眉睫。本文就通过了解与制作碳纤维复合材料,考虑影响碳纤维复合材料光学特性的影响因素,并在本实验室允许的条件下,考虑设计研究此类材料的一般性方法。本文通过了解光学常数间存在的关系,由于微观领域上原子和分子间的能量与能级跃迁的变化,使得所有材料的光学常数间都存在固定的光学常数关系——kramers-kronig关系,菲涅尔定律等。又由于不同材料的微观特性,不同种类的材料也存在着一定的色散关系。从而依此建立起了研究碳纤维材料的光学常数间的模型,并且通过对kramers-kronig关系的研究也延伸出了直接通过该关系结合反射光谱研究材料光学常数的方法。而由于使用通过色散模型和kramers-kronig关系式建立起的光学常数模型解不唯一,且直接通过kramers-kronig关系求解也存在测量光谱与所需的计算光谱不统一的矛盾。从而引入数学方法,来将本文所建立的两种光学常数模型转化为可以求解的数学模型进行求解,并通过引入其他文献数据对所建立的完整的两种数学模型进行验证。并在此基础上,使用两种数学模型对制作的样片的光学常数进行计算。在此基础上,作者自行制作了结构、厚度、胶体含量不同的样片。并对对碳纤维材料的光谱数据,对不同因素对光学常数的影响进行了分析。并得出结论,碳纤维布料较薄时,可视其为多孔半透明介质;而不同角度编织结构对材料的光学常数有一定的影响;环氧树脂作为基体材料,其吸收特性会使碳纤维样片相比碳纤维布料的光学常数有所下降。


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