单层均匀吸波材料电磁参数的匹配研究

用Steffensen加速法求出了单层均匀吸波材料对入射电磁波无限吸收时电磁参数所需满足的必要条件及其边界曲线 ,同时 。

传输/反射法测量微波吸收材料电磁参数的研究

通过从HP8722ET网络分析仪提取散射参数,研究了以乙丙橡胶为基体,磁性材料羰基铁粉为吸收剂的微波吸收材料同轴测试样品在同轴夹具中位置L1与样品长度L2的测量误差对其电磁参数测量结果的影响,提出了减小测量误差的方法。结果表明:在2.6～18GHz范围内,L1存在-0.08mm的绝对误差使得相对介电常数实部ε′与虚部ε″,相对磁导率实部μ′与虚部μ″的测量值与真实值的最大相对误差值分别达3.1%、168.0%、3.7%和-10.0%;L2存在-2%的相对误差使得ε′、ε″、μ′和μ″的测量值与真实值的最大相对误差值分别达3.5%、30.0%、4.0%和5.0%。采用光学显微镜的静态方法测量样品长度和使用辅助定位夹具可以减小测量误差,提高电磁参数测试结果的精确度。

磁性不锈FeCr合金吸波材料的电磁与吸波性能

针对现有磁性金属吸收剂耐腐蚀性能不足,以不锈FeCr合金为吸收剂,三元乙丙橡胶(EPDM)为基体制备了不同吸收剂体积含量的吸波材料,采用HP8722ET矢量网络分析仪对其电磁与吸波性能进行了研究。结果表明:在2～18GHz范围内,随着频率的增加,磁性不锈FeCr合金/EPDM吸波材料的介电常数实部(ε′)基本保持不变;介电常数虚部(ε″)不断增加;而磁导率的实部(μ′)和虚部(μ″)不断减小。随着FeCr合金吸收剂体积含量的增加,ε′,ε″和μ″不断增大;而μ′在低频随着体积含量的增加而增加,在高频却相反;3mm厚吸波材料最小反射率先减小后变大,吸收峰由高频向低频移动,半高宽逐渐变窄。FeCr合金体积含量为20%时,在频率为10.3GHz时最小反射率为-16.8dB,反射率小于-8dB的带宽达5.8GHz(7.2～13GHz);体积含量为30%时,在频率为6.2GHz时最小反射率达-23.1dB,反射率小于-8dB的带宽为4.9GHz(4.1～9GHz),在X和C波段具有较好吸波性能,有一定的应用前景。

磁性不锈钢409L合金吸波材料的电磁与吸波性能

针对现有磁性金属吸收剂耐腐蚀性能不足的问题，以不锈钢409L粉为吸收剂、硅胶为基体制备了不同吸收剂含量的吸波材料，采用HP8722ET矢量网络分析仪对其电磁与吸波性能进行了研究。实验结果表明，在2～18GHz范围内，随着频率的增高，磁性不锈钢409L/硅胶吸波材料的介电常数实部（ε′）基本保持不变；介电常数虚部（ε″）不断增大；而磁导率的实部（μ′）和虚部（μ″）不断减小。随着409L合金吸收剂含量的增大，ε′、ε″和μ″不断增大；μ′在低频时随着体积含量的增加而增大，在高频却相反；3mm厚吸波材料最小反射率先减小后变大，吸收峰由高频向低频移动，半高宽逐渐变窄。409L体积分数为20％时，最小反射率为-17．8dB，其对应的峰值频率为9．4GHz，有效带宽（≤-8dB）达到5．27GHz（7．03—12．3GHz）；体积分数为30％时，最小反射率为-24．1dB，其对应的峰值频率为6．3GHz，有效带宽（≤-8dB）达到4．5GHz（4．2—8．7GHz），在X和C波段具有较好的吸波性能。而且通过对材料进行二层设计，能够有效地进行宽频吸收，具有一定的应用前景。

纳米晶铁纤维的制备及其电磁参数的测量

用磁场引导的MOCVD法制备了纳米晶铁纤维,用SEM、XRD表征了纳米晶铁纤维的结构,利用反射—传输法测量了此铁纤维的电磁参数。比较模拟和试验结果发现:应用各向同性材料电磁参数的测量方法,可测量各向异性材料的电磁参数,此参数可用指导雷达波吸收涂层的设计。

Ce添加对Mn-Al基合金微波吸收性能的影响

采用真空悬浮熔炼和高能球磨工艺制备Mn-Al基合金粉体,使用XRD、SEM和网络矢量分析仪研究Ce含量对MnAl粉体组织结构和微波吸收特性的影响。结果表明:随着加入Ce含量的增加,AlMnCe粉体Al_8Mn_4Ce相随着增多,同时AlMnCe合金粉体复数介电常数虚部ε″和复数磁导率虚部μ″的共振峰频率及反射损耗峰频率均向低频移动;当涂层厚度为1.8 mm时,Al_8Mn_4Ce粉体的反射率最小值达到约–26.9 d B。

Si、Cu、Ti添加对MnAl基合金微波吸收性能的影响

采用真空电弧熔炼和高能球磨工艺制备了MnAl基合金粉体,使用SEM、XRD和网络矢量分析仪研究Si、Cu、Ti元素添加对MnAl合金粉体组织结构和微波性能的影响。结果表明:加入Cu、Ti不改变Al_8Mn_5合金粉体的相组成,均为Al_8Mn_5单相粉体,加入Si的Al_8Mn_5合金粉体相组成除有Al_8Mn_5相外,还有少量的Si和MnSi相。加入Si、Cu、Ti均可使Al_8Mn_5粉体开始出现反射损耗峰的频率向低频方向移动。当涂层厚度为2.0 mm时,(Al_8Mn_5)_(0.96)Cu_(0.04)合金粉体的反射率最小值达到约–29.9 dB,并具有很好的频宽效果。

吸波材料与超材料复合结构吸波性能研究

吸收频带宽、吸收能力强一直是吸波材料研究所致力的目标。在碳纤维布/CIP/环氧树脂结构吸波材料的基础上,复合金属短线网格结构的超材料,利用CST MWS软件的谱域法对吸波材料与超材料的复合结构进行仿真。发现设计合适的金属线间距(a=4 mm)和超材料距表面的复合位置(d=2 mm),能合理调节复合结构的电磁参数,将反射率在2～18 GHz低于-10dB的带宽由3 GHz拓宽至12.4 GHz。

2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的电磁波传输性能研究

采用自由空间法研究不同碳纤维体积分数、不同型号和产地碳纤维的2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的电磁波传输性能,测试2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料散射参数S,计算其对电磁波的反射损耗、吸收损耗、透射率和反射率。结果表明：2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料在电磁波传输过程中以吸收电磁波为主,最佳吸收波段为Ku波段（12.0～18.0 GHz）;碳纤维种类对2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的吸波性能的影响较小;碳纤维束越粗,2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料吸波性能越好。