原位生长FeCo/rGo纳米复合材料的电磁波吸收性能研究

利用化学开发高性能吸波材料是解决电磁污染问题和实现军事装备雷达隐身的有效手段。基于化学原位生长策略,以金属离子Fe^(2+)和Co^(2+)为原料,采用一步水热法制备FeCo/rGo复合材料,并对其形貌、结构以及吸波性能进行测试和分析。结果表明,当FeCo和氧化石墨烯的复合比为1∶0.5在厚度1.9 mm时有效吸收带宽达到5.5 GHz,其最小反射损耗达到-54.14 dB。复合比为1∶1时则实现了1.3 mm,4.5 GHz有效吸收带宽的吸波性能,这表明FeCo/rGo磁性材料有望成为一种极具应用价值的电磁吸波材料。

CIP/GF/CF/EP吸波复合材料的制备及力学性能

为制备兼具力学性能和电磁吸收性能的结构型吸波材料,采用真空辅助成型工艺设计制备一种以羰基铁粉(CIP)为吸收剂,玻璃纤维(GF)为透波层,碳纤维(CF)为反射层,环氧树脂(EP)为基体的吸波复合材料。研究了不同质量比CIP/EP对吸波复合材料力学性能和微波吸收性能的影响。通过FTIR和DSC分析可知CIP未与EP发生化学反应。SEM结果表明CIP能够在EP树脂基体中均匀分散,不趋向于纤维表面。力学测试分析结果显示:当CIP/EP质量比达到30%时,CIP/GF/CF/EP复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为347.56MPa,拉伸模量为25.99GPa,较纯GF/CF/EP复合材料提升了4.3%和5.7%;弯曲强度为339.6MPa,弯曲模量为23.7GPa,较纯GF/CF/EP复合材料提升了18.2%和71.2%。矢量网络分析可知复合吸波板的吸波性能随CIP含量的增加而增加,且吸波损耗反射峰值朝低频段移动。

基于VARI工艺的吸波复合材料制备与性能研究?

通过真空辅助树脂灌注工艺(VARI)制备了以羰基铁粉(CIPs)/玻璃纤维(GFs)/环氧树脂(EP)为吸波层、碳纤维(CFs)/EP为反射层的结构型吸波复合材料。通过考察工艺窗口温度、CIPs与EP质量比(m_(CIPs)/m_(EP))、搅拌时间和酒精含量{mC_2H_5OH/m(CIPs+EP)}4个因素对树脂体系黏度、可操作时间、凝胶时间的影响,采用L_9(3~4)正交试验对VARI制备以上复合材料的工艺条件进行优化,结果表明:最优VARI工艺条件为工艺窗口温度35℃、m_(CIPs)/m_(EP)为1.5:1、搅拌时间为30 min和酒精含量为5%。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和矢量网络分析仪(VNA)等现代分析技术对其化学组成、微观形貌、吸波性能进行了表征。结果表明:CIPs并未与EP形成新的结合键。CIPs颗粒呈球状,粒径为3～5μm,且CIPs颗粒均匀的分散于吸波层中,当m_(CIPs)/m_(EP)为2:1、厚度为2.5 mm的CIPs/GFs/CFs/EP复合板材在11.6 GHz处的反射损耗最大为-26.5 dB,反射损耗小于-10 dB的频宽可达3.6 GHz,具有良好的吸波性能。

环氧树脂基体的原位增韧技术研究进展

自20世纪初环氧树脂问世以来,其优异的胶黏性能、可加工性能、耐化学腐蚀性能等特性使环氧树脂被广泛应用于涂料、包装、电子产品的制造和封装等众多行业。近年来,环氧树脂优良的热稳定性、电绝缘性和物理、力学性能,使其作为复合材料的浸润基体在航空航天、武器装备等众多国家前沿技术领域发挥了重要的作用。采用不同新型树脂模塑传递技术对以环氧树脂为基体的复合材料进行制备与加工,得到的产品具有收缩率小、整体性均一、耐腐蚀性能优良的优点,同时可以兼顾材料对电气性能和力学性能的要求。迄今,环氧树脂在航空工业仍处于主导地位。随着世界各国航空前沿技术的竞争愈演愈烈,对航空复合材料的发展提出了更高的要求,与航空航天相关的先进复合材料制备技术也在不断丰富和完善。环氧树脂在固化时形成的三维网状立体结构,一方面显著提高了材料的物理强度、硬度,但另一方面,这种结构的形成往往伴随着过高的交联密度,进而导致材料质脆、易裂,在某些极端环境下易发生脆性断裂,限制了环氧树脂的应用和发展。因此,对环氧树脂进行增韧处理,提高最终制品的冲击强度,拓宽其应用领域,一直是航空复合材料领域的研究重点。经过多年对环氧树脂增韧改性的尝试,研究者们已取得了丰硕的成果,各种增韧方案和增韧机理的相继建立大幅拓展了环氧树脂的应用范围。目前,国内外较为成熟的对环氧树脂进行增韧的方案大多属于原位增韧的范畴,即通过在原有均匀分散的环氧树脂多相体系中引入增强相或形成一种新相,保持浸润基体内部不同相的均匀空间分布状态,最终达到对环氧树脂制品增韧的目的。其中增韧效果优异的方案主要有:(1)在环氧树脂基体中引入橡胶粒子,或是添加热致液晶聚合物、超支化聚合物、核壳结构聚合物等添加剂进行增韧;(2)通过预先设计,将环氧树脂与第二组分形成互穿/半互穿网络聚合物进行增韧;(3)添加具有特殊功能性的纳米粒子对环氧树脂基体进行增韧。对环氧树脂增韧改性的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文对环氧树脂的发展历程进行了简要梳理,从理论研究较为成熟的宏观上对树脂体系进行增韧和近30年来发展迅速的使用纳米改性剂进行增韧两方面,对增韧效果较好的一些原位增韧技术进行了介绍,并列举了近年来报道的重要成果,同时客观评价了不同技术的优缺点。最后分析了环氧树脂增韧技术面临的问题及未来发展的方向,以期为制备轻质、高性能环氧树脂复合材料提供参考。

RTM及其派生工艺的发展现状与应用前景

树脂传递模塑(resin transfer molding,RTM)工艺作为一种低成本、高尺寸精度的复合材料制备工艺,经过近两个世纪的发展已成为新型成型工艺技术的主流工艺。随着高新复合材料对力学强度、整体结构性、功能性越来越高的要求,传统RTM工艺也为迎合这些工业需求而不断发展改进。主要总结回顾了RTM工艺近些年的研究进展,并对衍生出的高压树脂传递模塑法(HIPRTM)、硅橡胶气囊辅助注入法(bladder-assisted RTM)、Seemann复合材料树脂渗透模塑法(SCRIMP)以及共注射树脂传递模塑法(CIRTM)的优缺点与应用前景进行介绍分析。