复合碳纤维制备技术及毫米波衰减性能研究

论文摘要

本文通过对短切碳纤维化学镀铜和涂覆铁氧体工艺的研究,经过反复实验探索,总结出碳纤维化学镀铜和涂覆铁氧体的技术途径,系统研究了影响复合制备的各种因素,确定碳纤维化学镀铜的最佳工艺条件为:温度60℃,pH值12～13,装载量0.6 g/L～0.7g/L;采用柠檬酸溶胶凝胶法在碳纤维表面涂覆铁氧体。利用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（IR）、X光衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）分析了化学镀铜碳纤维和涂覆铁氧体(BaFe12O19)的形貌和组成。通过专用的毫米波衰减测试装置,对制备的复合碳纤维进行了3mm、8mm波的衰减性能测试。结果表明,化学镀铜碳纤维毫米波衰减能力明显优于普通干扰材料;涂覆铁氧体碳纤维在8毫米波段,由于磁损耗明显,使衰减能力提高较大,但在3毫米波段,由于磁损耗较小且电阻率增大,所以衰减能力有所下降。整体而言,复合碳纤维和常规毫米波干扰材料相比,具有质量轻、衰减幅度大、悬浮时间长、干扰波段宽等优点,有着广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 无源干扰材料的研究及应用现状
• 1.2.1 金属箔条、箔片毫米波干扰材料
• 1.2.2 微/纳米类毫米波干扰材料
• 1.2.3 纤维类毫米波干扰材料
• 1.2.4 功能性毫米波干扰材料
• 1.3 毫米波干扰材料的选择
• 1.4 国内外碳纤维产业的发展及用于毫米波干扰研究的状况
• 1.5 本文的主要研究工作
• 2 碳纤维衰减毫米波原理及复合制备途径分析
• 2.1 碳纤维吸收衰减毫米波的原理
• 2.2 电磁波衰减损耗一般原理
• 2.2.1 电阻型损耗
• 2.2.2 电介质型损耗
• 2.2.3 磁损耗
• 2.3 碳纤维复合改性技术研究
• 2.4 碳纤维基质的选择
• 3 碳纤维化学镀铜工艺研究
• 3.1 碳纤维化学镀铜原理
• 3.2 碳纤维表面化学镀铜
• 3.2.1 实验仪器和试剂
• 3.2.2 化学镀铜前碳纤维的预处理
• 3.2.3 化学镀铜溶液组成
• 3.2.4 化学镀铜的操作
• 3.2.5 碳纤维化学镀铜后的处理
• 3.3 影响碳纤维化学镀铜的因素
• 3.4 化学镀铜镀层估算及表征
• 3.5 小结
• 4 碳纤维涂覆铁氧体工艺研究
• 4.1 吸波铁氧体的选择
• 4.2 碳纤维涂覆铁氧体工艺
• 4.2.1 实验仪器和试剂
• 4.2.2 铁氧体的制备原理
• 4.2.3 实验步骤
• 4.3 形貌特征及物相组成
• 4.3.1 FTIR红外光谱分析
• 4.3.2 X射线衍射分析
• 4.3.3 XPS分析
• 4.3.4 形貌分析
• 4.4 影响因素分析
• 4.5 小结
• 5 碳纤维复合材料毫米波衰减性能研究
• 5.1 测试装置、原理及方法
• 5.1.1 测试装置
• 5.1.2 测试原理
• 5.1.3 测试方法
• 5.2 碳纤维化学镀铜前后毫米波衰减性能
• 5.2.1 3mm波衰减性能
• 5.2.2 8mm波衰减性能
• 5.2.3 衰减毫米波机理探讨
• 5.3 涂覆铁氧体碳纤维毫米波衰减性能
• 5.3.1 3mm波衰减性能
• 5.3.2 8mm波衰减性能
• 5.3.3 衰减毫米波机理探讨
• 5.4 复合碳纤维与常规毫米波干扰材料衰减性能比较
• 5.4.1 铝箔条的毫米波动态衰减性能
• 5.4.2 镀铝玻璃纤维的毫米波衰减性能
• 5.4.3 多晶铁纤维的毫米波衰减性能
• 5.4.4 几种毫米波干扰材料衰减性能比较
• 5.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献