碳纳米管复合材料的电磁参数与吸收电磁波性能的研究

【摘要】：本文研究了以碳纳米管为主要吸波剂的材料的电磁参数及其吸波性能。通过研究碳纳米管复合物的电磁参数,采用计算模拟与实验结合的方法,研究了碳纳米管复合材料的吸波性能。主要工作有如下几个方面:石腊/碳纳米管复合物的电磁参数研究;X、K波段环氧树脂/碳纳米管复合材料的吸波性能研究;低频段(4-6GHz)下环氧树脂/碳纳米管的电磁参数研究和低频下环氧树脂/碳纳米管涂层的吸波性能研究。 石腊/碳纳米管复合物的电磁参数研究研究的结果表明频率在2.18GHz时,石蜡基的碳管复合物具有高的介电常数。其中最大值为40-60nmCNTs在2GHz时对应值为65.35,最小值为10-20nmCNTs在9.2GHz时对应值为10.76。他们的磁导率都很小。而通过实验表明在碳纳米管在X和K波段具有良好的吸波性能,当厚度1.2mm,CNTs含量5%时,最大吸收为-17.52dB,10dB以上的吸收可以达到3GHz。 低频段(4-6GHz)下环氧树脂/碳纳米管的电磁参数研究表明频率在3-6GHz时,环氧树脂基与碳管的复合材料介电常数比石蜡基的大,但磁导率则相似。而通过计算机程序模拟表明,单一采用碳管作吸波剂很难达到应用的要求。通过将磁性吸波剂与碳管组成的复合吸波剂制成的吸波材料的结果表明磁性吸波剂可以大大提高碳管在低频的吸波性能。其中采用80%(重量)的羰基铁和5%CNTs(重量)复合吸波剂,吸收峰出现在3.26GHz,最大值为-7.18dB,大于6dB的吸收频宽为0.93GHz,而当采用5%碳管作表层,80%的羰基铁作底层的结构之后,最大吸收可以达到-20.75dB,大于6dB的频宽有1.3GHz。