环氧树脂填充复合蜂窝夹芯结构吸波性能的试验及模拟研究

设计了一种由四氧化三铁@还原氧化石墨烯(Fe_(3)O_(4)@rGO)气凝胶/环氧树脂填充的复合蜂窝夹芯结构(CHSS)。采用拉曼光谱仪、X射线光电子能谱等方法对Fe_(3)O_(4)@rGO粒子进行表征,并对其电磁参数和吸波性能进行分析。研究结果表明:成功制备了Fe_(3)O_(4)@rGO,并且Fe_(3)O_(4)在气凝胶中分散良好;Fe_(3)O_(4)@rGO对电磁波的导电损耗以及磁损耗为材料提供了良好的微波吸收性能,CHSS的有效吸波带宽随着Fe_(3)O_(4)@rGO气凝胶/环氧树脂层厚度增大呈先增大再减小的趋势;当CHSS中Fe_(3)O_(4)@rGO气凝胶/环氧树脂层厚度为2.5 mm时有效吸波带宽达到最大值,性能最佳的CHSS厚度为7.8 mm,有效吸波带宽达到7.09 GHz,最大反射损耗(RL)值达到-17.76 dB。综合表明,本研究制备了一种复合蜂窝夹芯材料,并且使用环氧树脂回填封装芳纶蜂窝可以达到理想的吸波性能。

磁性原子吸附单壁碳纳米管的第一性原理研究

本文使用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,计算了磁性原子Fe、Co、Ni吸附在扶手椅型(8,8)单壁碳纳米管(SWCNT)后吸附体系的吸附能、磁矩、电子结构、电子转移和介电性能。计算结果表明Fe、Co、Ni与(8,8)SWCNT壁外部的结合比与内部的结合更强,最稳定吸附位点分别为外部穴位、外部穴位和外部顶位。Fe、Co、Ni吸附(8,8)SWCNT后,引入了新的电子能级和态密度峰,Fe@SWCNT和Co@SWCNT吸附体系发生自旋极化,表现出磁性,但Ni@SWCNT体系仍保持自旋非极化,无磁性。此外,磁性原子的引入可以有效提高介电函数低能区域的实部和虚部,增强SWCNT的极化强度和介电损耗。这些研究结果可以为碳纳米管在电磁防护领域的应用提供理论指导。

基于声波干涉的异常形态红细胞检测技术研究

为了能够在细胞光声波相互干涉的条件下,检测出两个红细胞中是否存在形态异常的细胞,对双细胞光声光谱影响参数进行了有限元分析。建立了单细胞模型、不同距离下的双细胞模型以及相同距离下存在异常形态细胞的双细胞模型,并进行了声场分析。利用单个细胞确定细胞信号的主要分布频率,不同距离下的细胞模型确定合适距离以及探测点的位置分布,相同距离下存在异常形态细胞的双细胞模型确定异常状态下的信号曲线。结果表明,当双细胞均为正常红细胞时,该模型的频域声压级曲线与单细胞信号对比后的弗雷歇距离小于3.3;当双细胞中存在异常形态红细胞时,该模型的频域声压级曲线与单细胞信号对比后的弗雷歇距离大于13.7。因此,在双细胞光声波相互干涉的条件下,将探测点布置在加强区,通过与单个细胞信号对比可以判定两个红细胞中是否存在异常形态的红细胞。

基于镀镍碳纤维的柔性仿生伪装材料及性能研究

随着现代战争中高清侦察和精准打击系统的持续进步,军事设施正在面对来自各个角度的立体化侦查威胁。为了增强关键军事设施的生存力和整体电磁防护以及伪装隐蔽能力,需要打破传统方法,广泛采用监视、防护和伪装等技术。当前,用于应对岛礁环境中关键军事设施的电磁防护和伪装需求的防护网类产品仍存在一些不足。为了解决这些问题,使用镀镍碳纤维作为雷达散射材料,设计出基于柔性草状结构的仿生草状伪装产品,以应对恶劣环境下的长期使用需求。通过对不同模型产品的模拟评估,得出具有优秀散射性的材料编织模型,且实物样品再次验证了其在雷达下的散射性,实现了在1~40 GHz频段范围内的宽频、高效防护性能。

包覆型导电密封圈的制备与性能研究

以不同硬度的硅橡胶作为芯层材料,纯银粉填充硅橡胶作为外层包覆导电材料,设计并制备了包覆型结构导电密封圈。并测试了密封圈的导电性能、硬度、密度、力学性能、电磁屏蔽性能,分析了各项性能随芯层材料硬度的变化趋势。结果表明,与均质导电密封圈相比,包覆型导电密封圈具有较低的硬度和密度、较高的拉伸强度和可压缩性,但导电性能和电磁屏蔽性能有所降低,且降低幅度随着芯层材料硬度的降低而增大。当芯层材料硬度为50时,密封圈的硬度为57,拉伸强度为2.77 MPa,25%压缩力降低39.5%,体积电阻0.74 mΩ,屏蔽效能 ≥ 50 dB (200 kHz~18 GHz),具有均衡的各项性能。

微系统用高导热绝缘相变材料的制备与性能研究

针对微系统发热量的热流密度已超过5 × 105 W/m2,造成功率芯片热流密度大、阵列芯片间温度差异大、温度波动大等问题,本文采用低温冷冻法在多孔氮化铝中填充正二十二烷制备复合相变材料。DSC测试表明相变温度在54℃左右,相变潜热在178 J/g左右,具有较高的相变温度、相变潜热,可以为微系统电子元器件的整体散热提供解决方案。

典型信息系统高功率微波扰乱效应监测方法研究

针对典型信息系统的高功率微波扰乱效应表征问题,以数字通信系统为主线,构建系统模型,分析了高功率微波环境可能对数字通信系统的影响,以及出现扰乱效应的具体表征,提出了基于数据流的扰乱效应监测方法,并开展了试验验证。研究表明,基于数据流的敏感监测机制可进一步捕获和解析典型信息系统在高功率微波作用时的具体状态与影响,可为判别影响等级、效应机理分析以及防护等提供理论支撑与依据。

航空发动机电子控制器电磁耦合的防护仿真研究

通过CST软件的电磁场仿真,研究了电子控制器机箱在200 V/m电场辐射下的电磁耦合特性,实现了对电子控制器电磁防护薄弱环节的定位,同时评估了电子控制器在采取电磁防护措施前后的电磁屏蔽效能,对电子控制器电磁防护设计具有指导意义。

金属化纤维电磁防护复合材料电磁仿真及性能研究

本文以镀镍碳纤维作为主要增强材料,利用TexGen软件进行织物多维结构建模;采用时域有限积分法(FITD)仿真电磁波在织物结构中的传播效应,对金属化纤维电磁防护复合材料的屏蔽效能进行了电磁仿真。用热压罐成型工艺制备了一类金属化纤维电磁防护复合材料,对该材料的屏蔽效能(频段:30 MHz~10 GHz)进行了实测。对仿真结果和实测结果进行分析对比,发现两者较为吻合,表明该电磁仿真技术可以有效地对电磁防护复合材料的电磁屏蔽性能进行预判。

金属化纤维电磁防护复合材料拉伸强度及失效研究

本文以镀镍碳纤维作为主要增强材料;基于经典层合板理论进行了材料建模和性能参数设定,采用Hashin准则作为材料的失效行为判据,对该材料的拉伸强度进行了数值计算。用热压罐成型工艺制备了金属化纤维电磁防护复合材料,对该材料的室温拉伸强度性能进行了实测。对数值计算结果和实测结果进行分析对比,发现两者较为吻合,实现对电磁防护复合材料的力学和失效性能进行有效预判,从而缩短产品的结构力学设计周期。

生物质衍生碳基吸波材料研究新进展

综述了生物质衍生碳基吸波材料的最新研究进展,简要介绍了电磁吸波材料对电磁波的吸收机理和评价吸波材料性能的物理参数,总结了近期报道的几种生物质为碳源,通过不同方法制备的独特结构和性能优异的衍生碳及其镍、铁和钼复合材料,阐述了生物质为碳源制备衍生碳材料的优点和固有结构对吸波材料影响,以及金属的引入可以提升吸波性能的原因,为设计优化多种结构的吸波材料,进而改善和提升材料的阻抗匹配,调控电磁参数,实现吸波性能的提高提供参考,并展望了未来生物质以及衍生碳基吸波材料的应用前景。

导电橡胶力学性能和耐高温性能研究

通过研究补强材料白炭黑以及助剂偶联剂对导电橡胶力学性能的影响分析,发现白炭黑和偶联剂的加入均可有效增强导电橡胶的力学性能,且对导电橡胶的导电性影响不大。当白炭黑添加量为15%,偶联剂的添加量为0.7%时,力学性能相对最佳。此外,还研究了导电橡胶的高温环境适应性,发现在高温96 h内,导电橡胶的力学性能以及导电性能可保持相对较佳的状态。

镀银铜粉对电磁屏蔽导电胶粘剂性能的影响研究

以α-ω二羟基聚硅氧烷为基胶,以镀银铜粉为导电填料,以硅微粉、白炭黑和硬脂酸锌为体质填料,制备了具有良好粘接性能和电磁屏蔽性能的导电胶粘剂。考察了镀银铜粉的粒径、形貌、银含量及填充量对胶粘剂搭接剪切强度、导电性能、电磁屏蔽性能的影响。研究结果表明:镀银铜粉的银含量与填充量的增加明显提升了导电胶粘剂固化后的导电性能,随着银含量与填充量的增加,体积电阻率先降低、后趋于稳定;胶粘剂的剪切强度则是随着导电粉的粒径与填充量的增加而不断降低。试验中采用银含量为20%(质量分数)的45μm枝状铜导电粉在添加量为70.8%时,制得的导电胶粘剂的综合性能较佳,固化后体积电阻率达到0.007Ω·cm,剪切强度为1.05 MPa,电磁屏蔽性能≥85 dB(300 MHz~10 GHz)。

FeNiCoSiBCuNb合金微观结构、晶化行为和软磁性能的研究

FeNi基非晶软磁合金具有矫顽力低、磁频特性好等特点,应用前景非常广泛,但也面临诸多问题。为了改善FeNi基非晶软磁合金非晶形成能力、热稳定性和软磁性能,通过Co元素对Ni元素的部分替换,利用XRD、DSC、VSM、MOKE等表征手段,系统研究了(Fe_(40)Ni_(40-x)Co_(x)Si_(9.5)B_(9.5)Cu_(1))_(0.97)Nb_(0.03)(x=2,4,6,8)非晶合金带材的微观结构、热稳定性、晶化行为及软磁性能的影响。研究表明,Co元素的部分替换,FeNiSiBCuNb合金体系均表现出较好非晶形成能力和热稳定性能;当x=4在最优退火温度713 K时,矫顽力H_(c)低至0.44 A/m,有效磁导率μ_(e)(f=1 kHz)为16290,此时合金中的内应力得到释放,自由体积减少,结构更加均匀,磁晶各向异性降低,磁畴钉轧点减少,形成d=122μm宽且均匀的磁畴结构;当x=6时,饱和磁感应强度B_(s)在退火温度673 K时可以达到1.15 T,此时Co元素与Fe元素之间的磁交换耦合作用使合金平均原子磁矩达到最优,表现出较好的软磁性能。

基于片状羰基铁的复合橡胶电磁性能研究

本文以片状羰基铁吸收剂作为硅橡胶基吸波材料的主吸收剂,通过混炼分散、模压硫化的方式制备出硅橡胶基吸波材料,并对制备的硅橡胶基吸波材料的电磁参数和雷达波反射率进行了表征。通过对电磁参数和雷达波反射率的实验结果分析可以发现:通过模压的方式制备的橡胶基吸波材料具备介电损耗和磁损耗双复型损耗特性,通过对橡胶基吸波材料的雷达波反射率的仿真模拟可以发现,基于片状羰基铁粉体的橡胶基吸波材料的低频雷达波反射率吸波效果较好。本文同时对双复损耗型吸波材料的雷达波吸收机理进行了分析。

陆基特种车辆光学窗口防护技术研究

路基特种车辆光学窗口在复杂电磁环境下,内部的电子设备面临电磁干扰等问题,本论文针对窗口综合防护的需求,采用CST仿真优化设计了电磁屏蔽薄膜材料的材质、结构单元等参数,并且通过样件制备测试,实测结果与仿真结果吻合。以电磁屏蔽薄膜功能层为基础,进一步将除霜除雾功能和近距离防枪击防弹等功能复合设计,最终设计出厚度为37 mm,电磁屏蔽效能 ≥ 40 dB (2 MHz~5 GHz),加热功率密度740.475 W/m2,防弹性能满足53式7.62 mm口径,100 m射距,3发不击穿,透光率 ≥ 70%的要求,同时通过样件制备试验验证,结果与设计结果一致。采用导电涂料的电连续设计,实现了路基装备光窗窗口防护技术工程化应用目标。

高透光率电磁屏蔽薄膜工艺及应用研究

ITO薄膜在光电窗口的电磁屏蔽领域应用广泛,但是在玻璃表面沉积ITO薄膜材料在潮湿环境下玻璃表面的杂质离子会渗入ITO薄膜中,引起ITO薄膜的色斑腐蚀现象,采用SiO2过渡层的方式,采用真空镀膜沉积系统,在光学玻璃基底表面依次沉积SiO2和ITO薄膜材料,研究了过渡层和导电膜的沉积温度、沉积功率、沉积速率、Ar/O2流量比等工艺参数对导电性和透光率等性能的影响。通过正交试验优化设计,得出SiO2过渡层的最佳工艺参数为沉积温度为室温,沉积功率为500 W (RF),小车移动速率为100 mm/min,Ar/O2流量比为50:0.5;ITO薄膜的最佳工艺参数为沉积温度为360℃,沉积功率为1450 W (DC),小车移动速率195 mm/min,Ar/O2流量比为55:0.5;SiO2/ITO复合薄膜的可见光透过率为83.1%,电磁屏蔽效能在30 MHz~5 GHz均 ≥ 32 dB。

高导热吸波材料的作用机理研究

为解决材料高导热性能与吸波效能之间的矛盾,将不同组分配比的硅橡胶、预处理后的吸波剂(羰基铁粉)和导热填料(Al_(2)O_(3))进行混炼和模压硫化成型,制备出导热吸波材料,并研究了样品的介电常数与磁导率频谱的规律,以及其高导热和电磁波吸收机理。结果表明,制备出的导热吸波材料在8~16 GHz频段范围内具有较好的吸波性能,最高导热系数达到1.75 W/(m·K),较普通吸波材料导热系数提高2倍以上。为解决电子器件散热和电磁干扰问题提出了一种便于操作、行之有效的方法。

基于密钥传输的工业网络安全监控系统研究

根据工业网络安全的特点,设计了工业网络安全防护监控系统,该系统实现了对传输网络中所有的信息安全控制器进行统一的监控和管理,实现信息传输加密、通信双方身份认证,并实时监控网络中病毒、非法入侵等异常状态,有效地实现了工业网络安全终端的实时监控。

高能脉冲对装备数字信号传输干扰研究

对采集或收到的数字信号进行数学运算和处理,是现代电子装备的重要特征。数字信号传输过程的稳定性和抗干扰性能直接影响到装备处理业务的准确性和时效性。基于此通过分析具有重复频域特征的高能脉冲对电子信息装备数字信号传输过程产生的干扰,得到干扰机理并通过实验进行验证。结果表明,高能脉冲对数字信号传输过程产生的干扰比较明显,开展防护设计和测试验证尤为关键。