雷达吸波复合材料外观失效机理分析及控制方法研究

目的解决多层泡沫夹芯结构的雷达吸波复合材料在环境效应下产生外观失效的问题。方法制备3种类型的雷达吸波复合材料,开展典型自然环境试验。观察试验样品外观状态,并检测变形量。通过观察泡沫的微观组织形貌,检测热膨胀量变化及泡沫与树脂间的粘黏强度,用气相色谱质谱联用仪GCMS检测复合材料裂解气体成分,分析复合材料外观失效成因,并提出解决技术途径。结果6个月自然环境试验后,1#、2#样品外观失效,而3#样品无明显变化。复合材料100℃裂解气体成分为氮气、二氯一氟乙烷、甲基膦酸二甲脂。4种泡沫在22~85℃的最大热膨胀量分别为–0.18%、–0.37%、–0.30%、–0.45%。环氧树脂与4种泡沫的粘黏强度在41~52 N,而聚氨酯树脂达到了54~81 N。结论雷达吸波复合材料泡孔内残留气体的释放,是导致外观失效的根本原因。通过热处理工艺,减少样品残留气体量,并提升胶黏剂与泡沫的粘黏复合强度,是提升复合材料环境适应性的有效技术途径。

三维机织吸波复合材料的研究进展

探讨三维机织吸波复合材料的研究进展。介绍了吸波复合材料的分类。分析了层板型吸波复合材料的结构和性能特点。对泡沫型吸波复合材料和蜂窝型吸波材料的结构、应用领域和性能特点进行了总结。指出:蜂窝型三维机织复合材料具有良好的力学性能,且可以在普通织机上制备。认为:在力学性能稳定的基础上,制备具有良好吸波性能的蜂窝型三维机织复合材料是一个重要的研究方向。

弹性聚合物基吸波复合材料的研究进展

随着雷达探测技术在军事领域的大规模应用,航空飞行器等军事作战武器在复杂多变的作战环境中受到了严重的威胁。发展具有压缩弹性和吸波性能一体化的复合材料,使其在雷达探测内达到高机动、高巡航和隐身特性是提高其生存能力和军事作战能力的关键措施之一。本文重点综述了弹性聚合物基吸波复合材料的吸波机制,分析了影响吸波性能和压缩性能的各种因素,并对未来弹性聚合物基吸波复合材料的发展方向进行了展望。

东华大学在吸波复合材料领域取得新进展

东华大学纺织学院许福军教授团队近日在吸波复合材料研究领域取得新进展。据介绍,雷达吸波材料(RAM)可以将入射电磁能量转化为欧姆损耗,实现雷达隐身,已在许多先进飞机上得到应用。理想的RAM应具有吸收带宽、重量轻、机械强度好的特点。三维机织间隔复合材料(3DWSC)具有多维性和可嵌入性的特点,是作为高性能电磁波吸收材料的理想设计平台。以碳纳米管作为材料介电性能调控因子,制备介电性能可调控的碳纳米管/环氧树脂泡沫,并以三维机织间隔织物作为骨架,开发兼具承载能力的三维机织间隔织物增强碳纳米管/环氧泡沫复合材料。该复合材料力学性能优异,在30 J能量的冲击下仍保持结构完整。

碳纳米管吸波复合材料取得新进展

近日,东华大学纺织学院许福军教授团队在吸波复合材料领域取得新进展。雷达吸波材料(RAM)可以将入射电磁能量转化为欧姆损耗,实现雷达隐身,已在许多先进飞机上得到应用。理想的RAM应具有吸收带宽、重量轻、机械强度好的特点。三维机织间隔复合材料材料(3DWSC)具有多维性和可嵌入性的特点。

含电路模拟结构吸波复合材料

研究了电路模拟结构材质、电路模拟结构尺寸、介质层电磁参数等对电阻渐变型和"陷阱"式结构吸波复合材料的吸波性能和力学性能的影响。结果表明:通过合理的结构设计,在其它条件相同的情况下含电路模拟结构电阻渐变吸波复合材料的吸波性能在8～18GHz范围内有3～5dB的提高;含电路模拟结构"陷阱"式吸波复合材料在厚度≤4mm条件下,实现了吸波性能在8～18GHz频率范围内吸收率≥12dB。在提高吸波复合材料吸波性能的同时,电路模拟结构的引入使复合材料力学性能有一定的提高,有利于实现吸波复合材料的吸波/承载一体化。

含电路模拟结构吸波复合材料力学性能研究

研究了填充吸收剂、加入金属、纤维电路屏对吸波复合材料力学性能的影响,测试了含电路模拟结构吸波复合材料在室温和80℃下的弯曲强度、弯曲模量、压缩强度、压缩模量及剪切强度的变化。研究结果表明,通过合理的结构设计,在提高吸波复合材料吸波性能的同时,能够有效地提高吸波复合材料体系的力学性能,使吸波复合材料的吸波 承载一体化得以实现。

结构吸波复合材料透波层的研究

采用弓形法测试反射率,研究透波层的厚度、材质对结构吸波复合材料电磁性能的影响.结果显示,在4～18GHz 范围内,厚度对其吸波性能具有显著影响,厚度分别为0.25、0.50和1.25mm 的透波层,其结构吸波复合材料的最大吸收峰分别为－37.03,－33.45和－33.22dB；随厚度的增加,吸收峰的位置随向低频段显著漂移,－10dB 的有效吸收带宽也显著变窄,分别为11.5,11和6.5GHz；与厚度相比,材质对结构吸波复合材料电磁性能影响较小.

含电路模拟结构陷阱式吸波复合材料研究

研究了电路屏材质、电路屏尺寸、介质层电磁参数等对"陷阱"式结构吸波复合材料吸波性能的影响,总结了改变参数后吸波性能的变化规律。研究结果表明:通过合理的结构设计,使得吸波复合材料的吸波/承载综合性能得以提高。

结构型吸波复合材料研究进展

介绍了结构型吸波复合材料的发展历程,重点阐述了国外热塑性混杂纱型、多层结构和夹芯型、耐高温型和智能型结构吸波复合材料的最新进展,表明结构型吸波复合材料是一种多功能复合材料,它既能作为承载结构件,具备复合材料轻质高强的特点,又能吸收电磁波,是当代吸波材料发展的主要方向。并结合结构型吸波复合材料的优化设计方法,指出了结构型吸波复合材料未来发展的方向。

吸波复合材料回转体构件的缠绕工艺

对吸波复合材料构件的缠绕工艺特性及存在的问题进行了分析,综合现代复合材料缠绕成型工艺,针对含有吸收剂的缠绕层,提出了"双辊同槽、双线夹芯复合"的浸胶工艺制备预浸纱带,以湿法缠绕工艺制备回转体吸波复合材料构件的工艺方法。工艺特性分析表明,选用相应的缠绕规律和工艺参数能够满足不同形态的回转体构件绕制,使吸收剂在各缠绕层中均匀分布、含量可控,保证了制件的吸波性能稳定、质量可靠。

炭纤维吸波复合材料结构设计的研究进展

总结了炭纤维吸波性能的电磁改性方法,重点介绍了结构设计对炭纤维吸波复合材料吸波性能的影响,包括短切炭纤维、炭纤维排布结构、炭纤维电路模拟结构以及含炭纤维的混杂纤维排布对炭纤维复合材料吸波性能的影响。提出了炭纤维吸波复合材料今后的研究方向。

结构型吸波复合材料的研究进展

结构型吸波复合材料具有吸波性能好、质量轻、可承载等优点,已成为当代吸波材料的主要发展方向,对隐身材料的设计和制造有着重要意义。本文从纤维增强体的截面形状和制备工艺、纤维的铺排结构和夹层复合结构、吸波剂改性等影响吸波复合材料吸波性能的主要因素出发,系统地总结了结构型吸波复合材料的最新研究热点和成果,并指出吸波复合材料的未来发展方向。

吸波复合材料预浸料制备工艺研究

对吸波复合材料预浸料制备工艺特性及存在的问题进行了分析,借鉴以玻璃布生产蜂窝夹芯材料时所使用的机械化涂胶工艺,提出了由双槽辊式涂胶法与喷涂浸胶法组合而成的机械化预浸料制备工艺。工艺特性分析表明:喷射涂胶法能够有效地解决吸收剂材料在预浸料中均匀分布、含量可控的技术难题,达到材料产品吸波性能稳定、可靠的质量要求;双槽辊式涂胶法使得纤维布的浸胶效果良好,辊压复合而成的夹芯结构预浸料片铺层工序简化,质量可靠性高。

吸波复合材料的研究现状及发展前景

本文介绍了吸波复合材料在隐身技术中的重要地位,较详细地阐述了吸波复合材料的物理机制及其分类,简述了吸波复合材料常用的制备方法,进一步分析了影响吸波复合材料性能的主要因素,最后展示了吸波复合材料的发展前景。

偶联剂A151对羰基铁粉/甲基乙烯基硅橡胶吸波复合材料性能的影响

用偶联剂A151对吸波填料羰基铁粉(CI)进行表面处理,研究偶联剂A151用量对CI/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)吸波复合材料性能的影响。结果表明:偶联剂A151改善了CI与MVQ的相容性,提高了复合材料的加工性能,但对硫化速度有一定影响;添加偶联剂A151的复合材料硬度和拉伸强度增大,偶联剂A151/CI用量比为2%的复合材料综合物理性能较好;复合材料的内部损耗主要为磁损耗,偶联剂A151对复合材料吸波性能的影响很小。

含碳纤维格栅结构吸波复合材料的实验研究

本文研究了碳纤维频率选择表面(FSS)结构在雷达吸波复合材料的应用,考察碳纤维结构的尺寸及其在吸波材料中的位置,并首次探讨了不同形式的碳纤维FSS结构组合形式对吸波复合材料的影响。实验结果表明,在不添加任何吸波剂的情况下引入碳纤维FSS结构可提高材料的吸波性能。碳纤维结构的尺寸及其在吸波材料中的位置均对材料的吸波性能有不同程度的影响。含两层碳纤维结构材料的吸波性能要优于含单层碳纤维结构的复合材料。

铁氧体吸波复合材料研究进展

简单介绍了铁氧体吸波材料的吸波机理,并详细阐述了近年来单一铁氧体、碳基铁氧体、聚合物/铁氧体、生物基铁氧体复合材料的研究成果。指明未来铁氧体吸波材料将以“薄、轻、宽、强”为目标,朝着结构多样化、成分复合化、各组分机理协同化、吸波频段自适应可调化及环保化方向发展。

纳米吸波复合材料及其在隐身飞机上的应用

近年来,随着先进红外/紫外探测器、毫米波段雷达等新型先进探测器的相继问世,对原有的飞机隐身技术提出了新的、更严峻的挑战。一种类型的材料已很难满足飞机隐身技术所提出的"薄、轻、宽、强"的综合要求,而是需要将多种吸波材料进行多种形式的复合来获得最佳的隐身效果。