新型多层复合结构雷达吸波材料的研制及其性能研究

通过阻抗匹配原理将玻璃纤维增强复合材料、聚甲基丙烯酰亚胺泡沫、炭黑浸渍板进行多层结构复合,层板间使用环氧树脂胶粘,制备了一种具有宽带吸波效果的雷达吸波材料。通过弓形法反射率测试装置与矢量网络分析仪测试吸波材料在1~18GHz的吸波性能。结果表明:吸波材料在L波段、C波段、X波段、Ku波段具有优异的吸波性能,在L波段平均反射率为-12.9dB,在C波段平均反射率为-15.21dB,在X波段平均反射率为-19.25dB,在Ku波段平均反射率为-28.06dB,吸波材料在减轻重量的同时有效减少了阻抗突变和雷达散射截面积,具有较好的工业应用价值。

SiC陶瓷球复合材料结构优化与抗弹性能研究

为有效解决防弹陶瓷板因局部击穿导致整块陶瓷破碎的问题,用ϕ11.5 mmSiC陶瓷球制备陶瓷球复合材料,又分别用直径为5.5 mm或7 mmSiC陶瓷球填充迎弹面ϕ11.5 mm陶瓷球球间空隙,优化堆积结构。进行7.62 mm穿甲燃烧弹靶试,分析陶瓷球复合材料、铝合金背板破坏形貌。结果表明:ϕ11.5 mmSiC陶瓷球的1层密排结构防护有限,2层致密堆积可有效防护,但存在防护薄弱区,3层六方堆积防护过度;5.5/11.5/11.5堆积与7/11.5/11.5堆积结构可完全将弹体阻挡于复合材料内部,靶板经一次打击后,仍保持较好的整体完整性和稳定性;5.5/11.5/11.5堆积的面密度为5.48 g/cm2,7/11.5/11.5堆积的面密度为5.08 g/cm2,相比ϕ11.5 mm陶瓷球3层堆积,面密度分别降低了25.2%和30.7%。得出,用小球填充大球迎弹面球间空隙,消除了防护薄弱区,使局部更多陶瓷球参与防护,降低了面密度,结构优化显著。

燃料油与紫外光共同作用下热塑性聚氨酯结构与性能演变规律

热塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes, TPU)良好的耐磨性和耐油性等优点使其在油料储运领域广泛应用,但在使用过程中,燃料油和紫外光的共同作用会加速TPU老化。开展燃料油与紫外光共同作用下TPU结构与性能演变规律研究,对于保证油料储运容器的使用安全性,改善耐油性能具有重要的指导意义。本工作将TPU分别经模拟燃料油B液、汽油、柴油、航空煤油浸泡后,与未进行油料处理的样品同时进行紫外光老化,采用FTIR、力学性能测试、凝胶渗透色诱测试(GPC)等表征方法分析TPU经不同时间老化后结构和性能的变化规律,并对燃料油处理会加速TPU结构和性能变化的原因进行了分析。结果表明,随着紫外老化时间延长,真空热处理紫外老化样品和油料处理紫外老化样品红外谱中的-N-H键、醚键等化学键遭到破坏,但油料处理样品变化趋势更明显;随着紫外老化时间延长,B液处理样品分子量表现出先减小后略有增大的趋势,说明TPU化学键先发生了断裂,随后在光辐照的作用下发生了交联等反应;紫外老化100 h后,B液、汽油和航煤处理的样品的力学性能均基本丧失;紫外老化200 h后,柴油处理样品的力学性能基本丧失;通过对处理后的B液进行富集和红外分析,发现TPU与油料接触后,材料中的抗老化剂会析出,使其抗紫外老化性能明显降低。

喷气燃料对热塑性聚氨酯热性能的影响研究

由于具有优秀的抗磨损能力和耐溶剂性,热塑性聚氨酯已被大量用于石油产品的储存和运输中。在喷气燃料的储输油过程中热塑性聚氨酯设备会面临各种复杂的运输环境,在这一过程中,聚氨酯软管可能会受到喷气燃料和紫外线的双重影响。若这种影响导致了它们的热学特性不再符合需求,会造成经济损失与环境问题。在储运过程中喷气燃料对TPU热性能的影响是不可忽视的,因此本研究使用差示扫描量热仪及热失重分析仪对经过喷气燃料及紫外光辐照处理后的热塑性聚氨酯进行测试,发现喷气燃料的长期浸泡会导致聚氨酯玻璃化转变温度的提升和热稳定性的下降,TPU样品经过喷气燃料处理后的DSC曲线在150℃后出现了1个放热峰,这表明此处存在结晶行为。

孔向和径向蜂窝梯度浸渍对比

通过弓形法测试2~18 GHz电磁波孔向入射和径向入射炭黑分段梯度浸渍蜂窝的吸波性能,电磁波孔向入射炭黑涂料浸渍蜂窝吸波性能稳定,随着浸渍次数的增加,有阻抗匹配的最优浸渍次数,吸波性能优于径向入射蜂窝结构吸波性能。径向入射梯度浸渍蜂窝,由于蜂窝结构的各向异性,两个方向性能差异较大,蜂窝结构能增加电磁波在蜂窝腔体中的反射次数,随着浸渍次数增加,蜂窝结构的吸波性能先减弱后提升。同时,蜂窝高度对蜂窝性能有很大影响,增加孔向入射最后段浸渍蜂窝高度,整体蜂窝高度增加,蜂窝整体的吸波性能提升,阻抗匹配效果变好,此时增加各段阶梯浸渍次数,有最优的浸渍次数,阻抗匹配效果最好,吸波性能最佳。蜂窝结构被广泛应用于军事电磁隐身,梯度浸渍能有效提升阻抗匹配效果,径向梯度浸渍蜂窝应对电磁波大角度入射有很大的发展前景。

奥氏体─贝氏体复相组织疲劳断裂性能研究

中碳低合金钢经等温处理，获得奥氏体－贝氏体复相组织，具有很高的强韧性。本文研究了其疲劳寿命及疲劳断裂机理，并与AISI4340钢进行了比较；分析了残余奥氏体对疲劳性能的影响，探讨了复相组织中疲劳裂纹的萌生机理及扩展行为。

新型奥氏体－贝氏体钢的力学性能

一种新型高碳低合金钢，经３００～３７０℃等温处理，获得板条状无碳化物贝氏体与薄膜状残留奥氏体交替均匀排列的奥氏体－贝氏体复相组织，具有很高的强韧性。研究了该钢的常规力学性能，与淬火回火的ＡＩＳＩ４３４０钢进行了比较，分析了奥氏体含量对常规力学性能的影响，探讨了奥氏体－贝氏体组织与常规力学性能之间的关系。

浸渍层厚度对蜂窝吸波性能的影响

研究了浸渍层厚度对双层蜂窝材料吸波性能的影响。结果表明:蜂窝材料的吸波性能不仅与浸渍层的电磁参数有关,还与其厚度有关。随浸渍层厚度的增加,蜂窝材料的吸波性能逐渐增加;厚度达到一定程度后,高频吸波性能增加,而低频吸波性能则降低。

球磨工艺对羰基铁粉电磁参数的影响

采用球磨工艺,对球状羰基铁粉进行了片状化处理。系统研究了球磨时间、球磨机转速对羰基铁粉电磁参数影响的规律。结果表明:通过球磨工艺,可以将含碳量较高的羰基铁原始粉变为片状;片厚度取决于球磨时间,时间越长,则片越薄;介电常数实部ε'和虚部ε''都随着研磨时间的增加而增加,并呈现加速增长的趋势;当片状化完成后,进一步减少片厚度,并不能使磁导率及其频散特性进一步提高;转速对羰基铁粉电磁参数的影响呈现与研磨时间相似的规律,对介电常数的影响远大于对磁导率的影响。

方舱用蜂窝吸波材料的吸波性能研究

采用聚脲弹性体作为抗冲击层,研究了聚脲厚度与抗冲击性能之间的关系。在满足抗冲击性能的前提下,对蜂窝材料的单层和双层吸波性能进行了研究。结果表明,0.5 mm玻璃钢板＋1 mm厚聚脲,可以满足抗冲击要求。双层结构吸波材料的吸波性能明显优于单层结构。厚度9 mm、面密度4 kg·m-2的双层蜂窝吸波材料,4-8 GHz的反射率小于-10 d B,8-18 GHz的发射率小于-20 d B。

网格化处理对隔磁片雷达频段吸波特性的影响

通过对0.1 mm厚的隔磁片进行网格化处理,制备隔磁片材料的周期结构,研究了网格尺寸、隔磁片磁导率对雷达频段吸波性能的影响。结果表明,网格化处理显著提高了隔磁片在雷达频段的吸波性能,材料原始状态的吸波性能越好,网格化处理后的吸波性能提升越高,而隔磁片磁导率并未呈现对雷达频段吸波性能的正相关影响规律。经10 mm方格化处理,磁导率30、80的隔磁片具有优异的Ku波段吸波性能;磁导率120的隔磁片,具有优异的8~18 GHz宽频带吸波性能,优于相同厚度的雷达吸波涂层,具有较强的工程应用价值。

导电高分子电致变色材料及其在飞行器和军事伪装中的应用

概述了导电高分子 (CPs)作为新型电致变色材料的特点、电致变色原理及红外发射器件的设计 ,并对国外在飞行器导热控制和红外、雷达伪装上的应用发展状况进行了介绍。

防静电白色热控涂层的空间环境性能试验

通过在氧化锌晶格中掺入重金属离子 ,得到具有防静电功能的白色颜料 ,再以丙烯酸树脂为粘合剂制备出空间飞行器外表面用的 ACR-1防静电白色热控涂层 ;研究了空间环境效应 (包括紫外辐照 ,电子和质子辐照 )对该热控涂层太阳吸收率的影响并与有机硅白色热控涂层进行了比较。地面模拟空间环境试验研究结果证明 。

矿业特色的材料专业实践教学体系构建

简述了专业实践教学在高级专业人才培养中的重要意义。介绍中国矿业大学(北京)材料科学与工程系为构建具有矿业特色的材料专业实践教学体系所进行的创新探索,构建以"材料实验技术"实验课程教学、专业认识实习、生产实习、专业综合设计、"科研训练"、毕业设计(论文)为主体,以大学生创新实验计划、大型专业展会参观、听学术报告等为补充实践教学体系。为适当体现本专业的矿业特色,特别注意有矿业背景实习基地建设外。实践表明,以上实践教学体系基本实现大学四年的实践教学全覆盖,取得较好的实际效果。

添加镍粉和二硼化锆防静电涂层的对比研究

对添加镍粉和二硼化锆涂层的导电性进行了对比试验 ,讨论了添加型防静电涂层的防静电机理。试验结果表明 :添加型防静电涂层导电通路的形成是导电粒子的直接接触和隧道效应综合作用的结果。

真空磁过滤电弧离子镀法制备类金刚石涂层方法及性能研究

采用真空磁过滤电弧离子镀方法 ,在GT35基体上沉积类金刚石膜。通过对清洗工艺及弧电流、工件所加负偏压、沉积温度等参数的研究 ,制定出了合理的工艺路线 ,并对这种膜层进行了X—射线光电子谱 (XPS)分析 ,利用干涉仪、纳米硬度计对膜层的粗糙度、纳米硬度作了进一步检测。结果表明 ,采用此种方法制备的类金刚石膜层 ,SP3含量约为 4 0 .1% ;组织致密 ,无大的颗粒 ;镀膜后的粗糙度可以达到 0 .0 15μm ;纳米硬度约为 5 5GPa。并将膜层与TiN膜层组成摩擦副 ,进行了耐磨性试验 ,结果表明膜层的耐磨性较好。

基于模糊控制的盲人避障系统设计

文章基于多个超声波传感器对地面信息的采集,利用模糊控制算法将采集的信息转化为指引盲人避障的语音提示。该系统采用超低功耗的MSP430单片机作为主控单元,外围设计了五路超声波传感器采集全方位的路面信息。通过分析路面信息,从而给出盲人前进方向以及前进的速度语音提示,实现盲人避障的功能。

FeCoV(N)薄膜的直流磁控溅射工艺及其结构

利用永磁型阴极磁控溅射系统,以直流磁控方式在纯Ar气和Ar+N2气工作气氛中溅射制备了FeCoV薄膜,研究了Fe49Co49V2靶的厚度、N2/Ar流量比与沉积率之间的关系以及N2/Ar流量比对薄膜微观结构的影响。研究结果表明,该薄膜在低温抑制型模式下生长,晶粒大小主要决定于形核率和岛状微晶的生长,当工作气体中引入N2气后,具有活性的N原子与溅射原子一起沉积到薄膜生长表面,通过减缓或阻止微晶生长、接合,对Fe CoV薄膜的晶粒起到了显著的细化作用。

《材料科学基础》课程教学改革的探索与思考

本文针对材料科学基础课程理论性强、知识抽象、难以理解、学科发展迅速的特点,结合笔者多年来讲授材料科学基础的心得和体会,对材料科学基础教学改革的探索和实践提出了一些看法。

关于发展我国电磁防护材料若干问题的思考

1．“电磁防护材料”概念的提出高新技术的迅猛发展，给我国政治、经济、军事和社会生活带来了深刻的变化。它在给我们带来诸多便利和福音的同时，也给我们带来了问题。如在军事方面，随着以电磁信息为基础的高技术侦察监视和精确制导技术的发展，凡被发现和识别的目标（包括军事、政治、经济等目标）都能加以摧毁；激光技术的发展，使激光制导、激光探测、激光制盲、激光杀伤摧毁已成为现实：原子能技术的发展促进了强电磁脉冲、中子和射线等大规模杀伤武器的发展。在民用方面，在机要、银行领域，利用电磁信息进行窃密和反窃密的斗争越演越烈：在医院、信息和航空领域，电磁污染影响医疗设备、信息处理设备和导航系统运行的事件时有发生；此外，在激光加工防护、广播电视与微波通信发射站的电磁防护等方面，也给人们提出了不少新问题。