隨著雷達(dá)探測技術(shù)的發(fā)展和電磁波相關(guān)技術(shù)在生活中的普遍應(yīng)用,武器裝備和日常電器產(chǎn)品對電磁波吸收材料的需求增大,并且對吸波性能要求提高。然而傳統(tǒng)的電磁波吸收材料因為在厚度、重量、吸收帶寬、吸波效果以及服役性能等方面還有欠缺,不能很好的滿足目前的實(shí)際應(yīng)用和未來需求。因此,研究和探尋厚度薄、質(zhì)量輕、頻帶寬、吸收強(qiáng)等綜合性能優(yōu)異的電磁波吸收材料顯得非常重要。多孔材料由于密度低和電磁波吸收性能良好,得到了人們的廣泛關(guān)注。其中,碳化硅/碳泡沫材料作為一種典型的多孔材料,不僅具有寬帶吸波性能,而且熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能也相對較好。另外,電磁波吸收超材料因具有豐富的物理內(nèi)涵、靈活的調(diào)控方法和高效的吸收性能,近年來得到了極大關(guān)注和研究,一般超材料可以在窄帶實(shí)現(xiàn)電磁波完美吸收,并且可以根據(jù)實(shí)際需要,通過結(jié)構(gòu)變化,實(shí)現(xiàn)吸波頻段調(diào)控。本文從碳化硅/碳泡沫材料的基本電磁吸波性能出發(fā),引入超材料設(shè)計理念,結(jié)合二者的優(yōu)勢,開展了高性能碳化硅/碳泡沫基電磁波吸收超材料的探索研究。首先,通過模板法制備碳化硅/碳泡沫材料,結(jié)合材料成分、微觀結(jié)構(gòu)、電導(dǎo)率和電磁參數(shù)等物理量的表征,并且以十四面體為仿真模型,基于電磁波與材料作用的基... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｆ－１１７隱身戰(zhàn)機(jī)??并在蒙皮上涂覆了鐵氧體吸波材料

一般比較固定，通過改變外形來實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱身，必定要與部分原始的裝備性能向??互協(xié)同，犧牲一些機(jī)動性能，外形隱身適應(yīng)的頻段寬，隱身性能好，并且維護(hù)費(fèi)??用低，是隱身技術(shù)的首選。例如國際上公開報道的部分隱身飛機(jī)，圖１．１和１．２??呈現(xiàn)兩種典型的隱身飛機(jī)的外形，洛克希德公司的Ｆ＿１１７隱身戰(zhàn)斗機(jī)、諾斯普羅??公司的Ｂ－２的隱身轟炸機(jī)，均考慮了部分空氣動力學(xué)性能，進(jìn)行了外形隱身設(shè)??計，Ｆ－１１７使用多平面結(jié)構(gòu)設(shè)計，飛機(jī)大部分是直線設(shè)計而不是氣動性更好的曲??線結(jié)構(gòu)，使用很奇特的飛機(jī)外形來降低雷達(dá)截面積，飛機(jī)采用纖維復(fù)合材料蒙皮，??圖１．１?Ｆ－１１７隱身戰(zhàn)機(jī)??并在蒙皮上涂覆了鐵氧體吸波材料。Ｂ－２隱身轟炸機(jī)外形進(jìn)行了非常特別的設(shè)計，??如圖１．２所示，兩個筆直的翼面前緣在機(jī)頭處相接，后緣采用巨大的鋸齒狀結(jié)構(gòu)，??這種結(jié)構(gòu)設(shè)計可以很好地將雷達(dá)波偏折到飛行方向以外，降低飛機(jī)的ＲＣＳ實(shí)現(xiàn)??隱身

美國Ｂ－２隱身轟炸機(jī)，使用２ｍｍ厚的吸波涂層，涂層面密度為５ｋｇ／ｍ２，在８－??１８ＧＨｚ吸波性能好于－ｌＯｄＢｔ２，＇涂層材料多數(shù)是樹脂和吸波材料混合而成，涂層??吸波材料一般可以分為介電吸收型和磁性吸收型。介電型吸波材料，有碳系材料，??（例如碳黒、石墨粉、石墨烯、碳纖維等）、碳化硅系列材料、導(dǎo)電聚合物材料??等，磁性吸波材料有鐵氧體材料、鐵硅系材料、鎳基材料及其合金粉等【９，１２］。一??般來說，涂層吸波材料雖然大量使用，但是目前呈現(xiàn)以下不足：厚度較薄時，吸??波性能不佳，多數(shù)吸波性能在８－１８ＧＨｚ頻段，吸波頻段較窄，吸波能力一般達(dá)??不到－１０ｄＢ，吸波能力不強(qiáng)。涂層吸波性能較好時，其面密度較大，一般都在??３．５ｋｇ／ｍ２以上，涂層厚度多數(shù)大于０．５ｍｍ，這不利于涂層的超薄等優(yōu)勢的發(fā)揮，這??些指標(biāo)對于涂層來說都不是很理想［２］。??貼片型吸波材料，即將吸波基材與透波材料結(jié)合成的片狀吸波材料，或者吸??波材料直接成型的薄片，與涂層相比，相對較厚，但制備厚度精準(zhǔn)，貼片型材料??可以很靈活的安裝，常見的如鐵氧體貼片、炭黑橡膠貼片、碳化硅吸波貼片等，??吸收衰減普遍較大，貼片吸波材料在手機(jī)、精密儀器、無線射頻識別等民用產(chǎn)品??上有很多使用［９］。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Microwave metamaterials[J]. Tie Jun Cui.  National Science Review. 2018(02)
[2]Porous Graphene Microflowers for High-Performance Microwave Absorption[J]. Chen Chen,Jiabin Xi,Erzhen Zhou,Li Peng,Zichen Chen,Chao Gao.  Nano-Micro Letters. 2018(02)
[3]分層有耗手征介質(zhì)中斜入射電磁波的傳播矩陣[J]. 王飛,魏兵.  物理學(xué)報. 2017(06)
[4]幾種載體表面縫隙對雷達(dá)目標(biāo)特性的影響[J]. 柴建忠,高旭,劉學(xué)強(qiáng),艾俊強(qiáng).  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2014(04)
[5]自由空間法測量電磁材料電磁參數(shù)[J]. 王依超,郭高鳳,王娟,李恩,鄭虎.  宇航材料工藝. 2014(01)
[6]高分辨透射X射線三維成像在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王紹鋼,王蘇程,張磊.  金屬學(xué)報. 2013(08)
[7]蜂窩結(jié)構(gòu)吸波材料的斜入射電磁吸波特性研究[J]. 許少峰,孫秦.  航空工程進(jìn)展. 2013(01)
[8]自由空間法測試超材料的電磁參數(shù)[J]. 裴志斌,顧超,屈紹波,馬華,王甲富.  空軍工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(05)
[9]飛行器表面縫隙電磁散射特性研究[J]. 黃沛霖,劉戰(zhàn)合.  航空學(xué)報. 2008(03)
[10]用自由空間法測試介質(zhì)電磁參數(shù)[J]. 唐宗熙,張彪.  電子學(xué)報. 2006(01)

博士論文
[1]基于超材料結(jié)構(gòu)的電磁波吸收特性研究[D]. 雷建國.長春理工大學(xué) 2017
[2]電磁超材料合成機(jī)理及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫海斌.電子科技大學(xué) 2016
[3]SiC_f/SiC高溫結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 穆陽.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[4]調(diào)控電磁特性超材料設(shè)計及其性能研究[D]. 程用志.華中科技大學(xué) 2015
[5]電磁超材料低散射特性研究[D]. 吳小雨.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2015
[6]結(jié)構(gòu)型吸波復(fù)合材料制備與吸波性能研究[D]. 鄭夏蓮.南昌大學(xué) 2014
[7]基于電磁諧振的寬頻周期吸波結(jié)構(gòu)設(shè)計[D]. 張輝彬.電子科技大學(xué) 2013
[8]電磁吸波超材料理論與設(shè)計研究[D]. 龐永強(qiáng).國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[9]超材料的電磁特性與應(yīng)用研究[D]. 陳曦.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[10]基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的隱身技術(shù)研究及其在天線陣中的應(yīng)用[D]. 李有權(quán).國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：2928018