淺談多層結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料

安瑩瑩

邯鄲市邯山區(qū)環(huán)衛(wèi)局，河北邯鄲 056001

淺談多層結(jié)構(gòu)吸波復(fù)合材料

安瑩瑩

邯鄲市邯山區(qū)環(huán)衛(wèi)局，河北邯鄲 056001

雷達(dá)探測技術(shù)的發(fā)展帶來了吸波材料迅速發(fā)展，目前吸波材料作為一種高新軍事技術(shù)，成為世界各國重點(diǎn)研究的對(duì)象，隨著技術(shù)創(chuàng)新的逐步推進(jìn)，新型吸波復(fù)合材料及對(duì)應(yīng)的隱身技術(shù)的開發(fā)被提上日程。本文主要研究了吸波材料的分類和發(fā)展，并對(duì)多層吸波材料的吸波機(jī)理進(jìn)行分析，期望能夠研究出一種面密度小，力學(xué)性能可靠，綜合性能優(yōu)良的新型吸波材料。

吸波材料；復(fù)合；多層結(jié)構(gòu)

1 吸波材料的分類及發(fā)展

1.1 吸波材料的分類

今年，雷達(dá)吸波材料（RAM）的研發(fā)在很大程度上影響著隱身材料的發(fā)展。因?yàn)槔走_(dá)吸波材料技術(shù)是雷達(dá)隱身措施的重要技術(shù)之一，我們可以將它按照結(jié)構(gòu)分為兩類，即結(jié)構(gòu)型吸波材料和涂覆型吸波材料。

1）結(jié)構(gòu)型吸波材料。結(jié)構(gòu)型雷達(dá)吸波材料一般是通過吸波劑分散到特種纖維（比如玻璃纖維、石英纖維等）增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料中，從而形成結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)型吸波材料的最突出的特點(diǎn)就是既能承載又能夠減小目標(biāo)的雷達(dá)散射截面；

2）涂覆型吸波材料。涂覆型雷達(dá)吸波材料一般通過把吸波劑與粘接劑按照一定比例混合之后涂覆于目標(biāo)表面，從而形成吸波涂層。涂覆型吸波材料的優(yōu)點(diǎn)是成本低且施工方便，它非常適合用于復(fù)雜外形，然而其缺點(diǎn)是耐候性差、粘結(jié)性差且耐高溫性能差。

1.2 傳統(tǒng)吸波材料研究進(jìn)展

l）以鐵氧體吸收劑為主體的吸波材料

在以往的研究中，對(duì)鐵氧體吸波材料的研究相對(duì)比較多也較成熟。因?yàn)殍F氧體吸收劑在高頻的環(huán)境下其磁導(dǎo)率和電阻率都較高，因此電磁波就較易進(jìn)入并且能夠快速的衰減，所以鐵氧體吸收劑就被廣泛的應(yīng)用在雷達(dá)吸波材料的研究中。

鐵氧體吸收劑與磁性金屬粉相比較，它的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的頻率特性、相對(duì)磁導(dǎo)率大且相對(duì)介電常數(shù)小，所以鐵氧體吸收劑適用于匹配層的制作，并且在低頻拓寬技術(shù)方面具有很好的應(yīng)用前景，但是鐵氧體吸收劑也存在缺點(diǎn)，比如密度較大且溫度的穩(wěn)定性比較差。

2）以氧化鋅晶須吸波劑為主體的吸波材料

我們知道，氧化鋅是一種具有許多功能的金屬氧化物，這種材料大量的應(yīng)用于輕工、國防、化工和電子等領(lǐng)域。以氧化鋅為基礎(chǔ)生長成為單晶微纖維狀的氧化鋅晶須不但具有單晶體的高強(qiáng)度特性，同時(shí)也具有氧化鋅的多功能的特性。氧化鋅晶須中的四針狀氧化鋅晶須的微觀晶體結(jié)構(gòu)與一般的氧化鋅粉并沒有本質(zhì)的區(qū)別。

2 多層吸波材料吸波機(jī)理分析

2.1 多層吸波材料的設(shè)計(jì)

材料分為3層，吸波層一含42wt%的鐵氧體、吸波層二含60wt%鐵氧體、吸波層三含6wt%純化碳納米管。

通過模具控制總厚度在4mm，因?yàn)樵囼?yàn)總共是8層玻璃纖維，所以每層的厚度大致是0.5mm，吸波層一由4層玻璃纖維構(gòu)成，所以厚度是2mm，吸波層2由2層玻璃纖維構(gòu)成，所以厚度是1mm，吸波層三也是由2層玻璃纖維構(gòu)成，所以厚度是1mm。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

l）將玻璃布裁減成規(guī)格為200mm×200mm，并記錄其重量；2）在其中加入固化劑等原料，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?）在玻璃布上涂上已經(jīng)制備好的膠液；4）在陰涼處放置1h～2h；5）裁剪預(yù)浸料，按一定的尺寸和設(shè)計(jì)方案把3層吸波劑涂刷在相應(yīng)的預(yù)浸料上，并預(yù)定方案疊放；6） 6.5MPa條件下加熱到105℃，保溫90min，卸壓、降溫、脫模。

2.3 結(jié)果

在試驗(yàn)中，存在各種各樣的影響因素，如電磁參數(shù)測量中存在的偏差、試驗(yàn)制備過程中存在的結(jié)構(gòu)誤差（吸波層的厚度、材料表面的光滑度等）、設(shè)計(jì)計(jì)算過程中存在的誤差等。這些干擾會(huì)影響試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果，但是我們通過觀察試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，模擬結(jié)果的吸波性能變化曲線與試驗(yàn)測量結(jié)果幾乎一致，試驗(yàn)過程中的偏差并沒有對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性構(gòu)成重要影響。

3 傳統(tǒng)吸波劑對(duì)吸波性能的影響

在研究過程中，我們?yōu)榱颂岣哳l率選擇表面吸波材料在中低頻段的吸波效果，可以通過以下方法來進(jìn)行改善，就是在材料底部加入1層～2層的吸波層，這個(gè)吸波層必須由70%的羰基鐵粉或者鐵氧體制備而成。

出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，我們?cè)谠囼?yàn)總結(jié)中認(rèn)為，主要是因?yàn)椴ＡЮw維下部的金屬層，這層金屬層加強(qiáng)了纖維材料的反射能力，從而使得玻璃纖維表面電流減小，使得其承擔(dān)的瞬態(tài)電壓降低，抵消了一部分電阻損耗的能力。

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1674-6708（2010）28-0145-01