论文摘要
隐身武器在现代化战争中所具有的突防能力和纵深打击能力,已经受到了越来越多国家的重视,特别是隐身技术中关键因素吸波材料的研究,已成为各国研究的焦点。本文采用碳纤维,碳纳米管,碳黑作为吸波剂制备吸波材料,成功地制备出了具有优异的吸收性能的复合材料。探讨了吸波剂的含量,排列方式,电导率的大小对复合材料的吸波性能和力学性能的影响,并对吸波剂的吸波机理进行了解释。本论文的实验内容主要包括以下三个部分:(一)以碳纤维为吸波剂,玻璃纤维为增强剂,环氧树脂为粘合剂制备碳纤维复合材料。采用矢量网络分析仪对复合材料的吸波性能进行分析,研究了碳纤维的含量和不同排列方式对吸波性能的影响;用高阻仪测量碳纤维的电导率,揭示不同碳化温度对电导率的影响,探讨碳纤维电导率与复合材料吸波性能的关系;通过冲击强度仪等研究碳纤维的含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:复合材料的吸波性能随着碳纤维含量的增加而增强,复合材料多层铺设的吸波性能优于单层铺设;碳纤维的电导率随着处理温度的升高而增强,电导率为0.14 S/m的碳纤维有利于电磁波的吸收;复合材料的力学性能符合结构材料的要求。(二)以碳纳米管,碳黑分别为吸波剂,玻璃纤维为增强剂,环氧树脂为粘合剂制备复合材料。采用红外光谱以及扫描电镜等分析研究硝酸活化对碳纳米管、碳黑在复合材料中分散性的影响;通过高阻仪比较碳纳米管、碳黑复合材料电导率的大小;采用矢量网络分析仪研究碳纳米管、碳黑的介电常数以及相应的吸波性能;通过冲击强度仪研究吸波剂的含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:经过硝酸活化处理有利于碳纳米管、碳黑在复合材料的分散;碳黑的相对电导率大于碳纳米管,相对应复合材料的吸波性能优于碳纳米管,当复合材料中碳黑的含量为6wt%时,最大吸收值为－23dB;复合材料的力学冲击性能随着碳纳米管,碳黑含量的增加基本保持不变,而弹性模量则随着含量的增加而降低。(三)同时采用碳纤维、碳黑为吸波剂,形成多组分吸波剂的结构复合材料,采用矢量网络分析仪HP8722ES测量复合材料的吸波性能,并建立模型从理论上分析复合材料的吸波性能变化。结果表明以碳黑作为透波层有利于电磁波的吸收,且与模型计算的结果相符。本实验制备的吸波材料在垂直极化下,其吸收峰值达到－33dB,带宽2.5G/Hz,平行极化吸收峰值达到－20dB,带宽4GHz。
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摘要ABSTRACT第一章 前言1.1 吸波材料的发展背景和种类1.1.1 涂层型吸波材料1.1.2 结构型吸波材料1.2 吸波材料的设计以及吸波性能的评价1.2.1 设计理论1.2.2 吸收材料结构设计1.2.3 吸波性能评价1.3 本课题研究的意义,内容和创新点参考文献第二章 碳纤维复合材料吸波性能及力学性能的研究2.1 实验部分2.1.1 实验原料及试剂2.1.2 实验设备及仪器2.1.3 碳纤维电导率的测定2.1.4 碳纤维复合材料的制备2.1.5 复合材料的吸波性能测试2.1.6 复合材料力学性能测试2.2 结果与分析2.2.1 碳纤维电导率的变化2.2.2 碳纤维复合材料的吸波性能垂直极化时碳纤维吸波性能的变化以及吸波机理的探讨平行极化时碳纤维吸波性能的变化碳纤维不同排列方式对复合材料吸波性能的影响2.2.3 复合材料冲击力学性能参考文献第三章 碳纳米管、碳黑复合材料吸波性能及力学性能的研究3.1 实验部分3.1.1 实验原料及试剂3.1.2 实验设备及仪器3.1.3 硝酸氧化法活化处理碳纳米管、碳黑3.1.4 碳纳米管,碳黑介电常数的测定3.1.5 碳纳米管/玻璃纤维,碳黑/玻璃纤维复合材料的制备3.1.6 碳纳米管/环氧树脂,碳黑/环氧树脂复合材料吸波测试3.1.7 碳纳米管/环氧树脂,碳黑/环氧树脂复合材料电导率的测定3.1.8 复合材料力学性能测试3.2 结果与分析3.2.1 红外光谱测试3.2.2 SEM观察CNT/环氧树脂,CB/环氧树脂复合物断面3.2.3 CNT/环氧树脂、CB/环氧树脂复合物的电性能3.2.4 CNT、CB复合材料的介电常数3.2.5 CB/环氧树脂、CNT/环氧树脂复合材料的吸波性能3.2.5.1 CB/环氧树脂吸波性能的变化3.2.5.2.CNT/环氧树脂吸波性能的变化3.2.6 复合材料冲击性能参考文献第四章 碳黑/碳纤维复合材料吸波性能的研究4.1 实验部分4.1.1 实验原料及试剂4.1.2 实验设备及仪器4.1.3 碳纤维-碳黑复合材料的制备4.1.4 复合材料吸波测试4.2 结果与分析4.2.1 碳黑/碳纤维复合材料的吸波性能（1）不同透波层对复合材料吸波性能的影响（2）以碳黑为透波层,碳纤维的含量以及排列对复合材料吸波性能的影响4.2.2 吸波机理的探讨参考文献第五章 全文总结致谢硕士期间发表论文情况
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