多元纤维复合吸波材料设计及电磁性能研究进展

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作者 朱国松 陈伊 +5 位作者 胡悦 张钦钊 黄佳 周伟 罗衡 李杨 《航空材料学报》 北大核心 2025年第4期1-13,共13页

随着信息安全、目标隐身与电磁防护等需求的升级,亟需研发高效吸波材料。本文简述吸波材料工作原理,并梳理涂覆型与结构型吸波材料研究进展,最终聚焦纤维混杂吸波复合材料的发展:纤维排列、组分调控及界面设计可协同提升电磁性能与力学... 随着信息安全、目标隐身与电磁防护等需求的升级,亟需研发高效吸波材料。本文简述吸波材料工作原理,并梳理涂覆型与结构型吸波材料研究进展,最终聚焦纤维混杂吸波复合材料的发展:纤维排列、组分调控及界面设计可协同提升电磁性能与力学性能。通过多元纤维协同设计与多尺度结构优化,纤维混杂吸波复合材料能够实现阻抗匹配与损耗机制的耦合优化,兼具宽频吸收与力学承载特性,推动吸波材料向结构与功能一体化方向发展。最后,总结通过多元纤维混杂体系拓展吸波频带的技术突破并对未来围绕纤维混杂机制深化、多尺度结构设计、环境适应性提升、多功能集成、纤维取向与入射角协同调控、高温陶瓷基吸波材料等方向开发兼具宽频吸收、轻质高强特性的新一代军民两用吸波材料进行展望。 展开更多

关键词 涂覆型与结构型吸波材料 纤维混杂复合材料 电磁损耗 结构与功能一体化

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耐高温陶瓷基结构吸波复合材料研究进展 被引量：17

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作者 胡悦 黄大庆 +3 位作者 史有强 张昳 何山 丁鹤雁 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1-12,共12页

陶瓷基结构吸波复合材料具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化等诸多优点,是解决武器装备热端隐身问题的关键材料,具有重要应用前景和战略意义。本文介绍了陶瓷吸波材料的微观-宏观多级设计方法,综述了掺杂改性碳化硅陶瓷、钡铁氧体陶瓷、聚合物... 陶瓷基结构吸波复合材料具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化等诸多优点,是解决武器装备热端隐身问题的关键材料,具有重要应用前景和战略意义。本文介绍了陶瓷吸波材料的微观-宏观多级设计方法,综述了掺杂改性碳化硅陶瓷、钡铁氧体陶瓷、聚合物转化陶瓷(PDCs)、3D打印多孔陶瓷及陶瓷蜂窝、连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFCMC)等新型陶瓷基复合材料的最新研究进展,展望了结构吸波一体化的陶瓷基复合材料的发展趋势,提出微观-宏观多级结构设计的纤维增强陶瓷基复合材料将是未来高温隐身材料领域的重要发展方向。 展开更多

关键词 陶瓷基复合材料 高温隐身 吸波 聚合物转化陶瓷 3D打印

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笼型倍半硅氧烷(POSS)的官能化、杂化以及在改性环氧树脂中应用研究进展 被引量：11

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作者 杨胜 陈珂龙 +2 位作者 王智勇 张桐 崔溢 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期10-24,共15页

笼型倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)具有独特的结构和良好的耐热性,对POSS 进行官能化后可得到高性能的新型有机-无机杂化材料,在很多领域具有潜在应用价值。本文综述了POSS 的合成、官能化的相关问题。POSS ... 笼型倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)具有独特的结构和良好的耐热性,对POSS 进行官能化后可得到高性能的新型有机-无机杂化材料,在很多领域具有潜在应用价值。本文综述了POSS 的合成、官能化的相关问题。POSS 的种类很多应用范围广泛,但是价格相对昂贵,限制了POSS 在许多领域内的发展规模;POSS 可作为环氧树脂的改性剂,具有明显的增强、增韧效果,并显著提高固化环氧树脂的耐热性能,但是由于POSS 的纳米尺寸效应,导致其在树脂中的添加量有限。未来随着POSS 合成成本的降低、改性树脂手段的不断进步,POSS 在热固性树脂改性领域应用范围必将不断扩大。 展开更多

关键词 笼型倍半硅氧烷(POSS) 官能化 改性 环氧树脂

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吸收剂复合改性对材料电磁性能的影响 被引量：4

4

作者 刘政 何山 黄大庆 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期77-82,共6页

采用硅烷偶联剂对W型铁氧体类吸收剂和F型铁氧体类吸收剂进行复合改性,通过扫描电镜(SEM)研究偶联剂改性对吸收剂微观结构的影响,分析复合改性对吸波材料电磁性能的影响,并通过有效媒质理论(effective medium theory)讨论吸收剂电磁参... 采用硅烷偶联剂对W型铁氧体类吸收剂和F型铁氧体类吸收剂进行复合改性,通过扫描电镜(SEM)研究偶联剂改性对吸收剂微观结构的影响,分析复合改性对吸波材料电磁性能的影响,并通过有效媒质理论(effective medium theory)讨论吸收剂电磁参数理论值与实际值的差异。结果表明:通过吸收剂复合改性可以实现复合吸波材料的电磁性能调整,实现材料宽带匹配,提高吸波材料吸收效率;改性后的吸波材料在8～18 GHz时反射率小于–10 dB,最小反射值可达–14.5 dB,附着力为6.32 MPa;耐热性能实验后,吸波材料外观和反射率无明显变化,说明复合改性后吸波材料耐环境性能优异。 展开更多

关键词 吸收剂 偶联剂 电磁性能 宽带吸收

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碘代化合物存在下光引发的可逆-休眠自由基聚合研究进展

5

作者 张旭 陈珂龙 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期1-11,共11页

碘代化合物存在下光引发的可逆-休眠自由基聚合(reversible deactivation radical polymerization,RDRP)具有体系组成简单、适用光源波长范围宽等优点,近年来受到广泛关注。本文主要介绍了最近几年碘代化合物存在下光引发的可逆-休眠自... 碘代化合物存在下光引发的可逆-休眠自由基聚合(reversible deactivation radical polymerization,RDRP)具有体系组成简单、适用光源波长范围宽等优点,近年来受到广泛关注。本文主要介绍了最近几年碘代化合物存在下光引发的可逆-休眠自由基聚合的研究进展,以及该聚合方法与其他研究方向的交叉应用。具体包括:光引发的碘转移聚合、光引发的可逆络合聚合以及这些聚合方法在其它研究方向的应用。概述了聚合机理、聚合适用的光源,以及上述聚合方法作为工具实现聚合物"刷"的制备和诱导自组装(polymerization-induced self-assembly,PISA),实现了不同聚合物形貌的设计。 展开更多

关键词 可逆-休眠自由基聚合 光引发的碘转移聚合 光引发的可逆络合聚合

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氧化铝-碳化硅涂层喷涂工艺优化及抗热震性能分析

6

作者 袁旭冏 郝亚鸣 +5 位作者 胡悦 王智勇 赫丽华 王峰 李国鹏 王一渤 《航空材料学报》 北大核心 2025年第4期45-55,共11页

为深入研究喷涂工艺参数对Al_(2)O_(3)-SiC涂层性能的影响,采用正交实验优化喷涂工艺参数,建立“喷涂工艺-组织结构-结合强度与抗热震性能”的关联性。结果表明:喷涂功率、送粉率及喷涂距离对涂层物相组成无显著影响,但对涂层质量与结... 为深入研究喷涂工艺参数对Al_(2)O_(3)-SiC涂层性能的影响,采用正交实验优化喷涂工艺参数,建立“喷涂工艺-组织结构-结合强度与抗热震性能”的关联性。结果表明:喷涂功率、送粉率及喷涂距离对涂层物相组成无显著影响,但对涂层质量与结合强度调控作用显著,当喷涂功率为47 kW、送粉率30%、喷涂距离110 mm时,涂层结合强度最高(10.51 MPa),孔隙率最低(34.35%)。热震实验表明,涂层在900℃和1000℃下循环200次后未发生脱落,物相稳定;但当温度升至1100℃和1200℃时,SiC发生氧化分解,涂层内新生成Si、C、SiO_(2)、Al_(6)Si_(2)O_(13)4种物相,导致涂层因热应力累积及热生长氧化物(thermally grown oxide,TGO)层增厚而失效。涂层失效机制主要源于陶瓷层与黏结层的热膨胀系数失配、TGO层晶粒异常粗化及内部裂纹扩展。 展开更多

关键词 Al_(2)O_(3)-SiC涂层 等离子喷涂 结合强度 正交实验 抗热震性能 TGO层

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Al_(2)O_(3)薄膜制备工艺对高温阻挡性能的影响

7

作者 刘鹏瑞 鲍天骄 +2 位作者 张桐 张亚发 王浩森 《航空材料学报》 北大核心 2025年第4期37-44,共8页

随着探测技术的飞速发展,武器装备对于具有低红外辐射特性材料需求越来越高,尤其是高温部件的红外辐射信号抑制材料。Pt金属薄膜具有超低的红外发射率,但由于金属薄膜在高温下存在与基体元素的扩散,从而造成红外发射率大幅上升,因此需... 随着探测技术的飞速发展,武器装备对于具有低红外辐射特性材料需求越来越高,尤其是高温部件的红外辐射信号抑制材料。Pt金属薄膜具有超低的红外发射率,但由于金属薄膜在高温下存在与基体元素的扩散,从而造成红外发射率大幅上升,因此需要制备具有高温稳定性的阻挡层。采用磁控溅射和电子束气相沉积工艺制备Al_(2)O_(3)薄膜阻挡层,通过SEM、XRD研究不同工艺制备的Al_(2)O_(3)薄膜微观形貌、相组成,并研究不同工艺制备的Al_(2)O_(3)薄膜上磁控溅射镀Pt后红外发射率的变化规律。结果表明:采用电子束气相沉积工艺制备的Al_(2)O_(3)薄膜,具有稳定的晶体结构。表面镀覆Pt金属薄膜后,薄膜初始红外发射率为0.16,经过900℃、20 h高温后,红外发射率为0.172,具有良好的耐高温性能,有望应用于高温低红外发射率薄膜的阻挡层。 展开更多

关键词 Al_(2)O_(3)薄膜 电子束气相沉积 磁控溅射 红外发射率 阻挡层

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等离子喷涂用氧化铝-钛碳化硅团聚粉末的制备

8

作者 袁旭冏 郝亚鸣 +5 位作者 胡悦 赫丽华 王智勇 王峰 王一渤 李国鹏 《航空材料学报》 北大核心 2025年第4期27-36,共10页

高温吸波材料对先进战机热端部件的隐身性能具有重要的影响,Al_(2)O_(3)和Ti_(3)SiC_(2)在高温吸波材料领域有着广泛的应用前景。然而,两种粉末物理混匀后流动性较差,难以直接用于等离子喷涂,故需要进行二次造粒。本工作采用喷雾造粒法... 高温吸波材料对先进战机热端部件的隐身性能具有重要的影响,Al_(2)O_(3)和Ti_(3)SiC_(2)在高温吸波材料领域有着广泛的应用前景。然而,两种粉末物理混匀后流动性较差,难以直接用于等离子喷涂,故需要进行二次造粒。本工作采用喷雾造粒法对Al_(2)O_(3)-Ti_(3)SiC_(2)团聚粉末进行制备,研究浆料成分及喷雾造粒工艺参数对Al_(2)O_(3)-Ti_(3)SiC_(2)团聚粉末形貌、表面粗糙度、粒径分布等性能的影响规律。结果表明,优化浆料中的固含量及PVA含量有利于改善粉末球形度及表面粗糙度,控制喷雾盘转速可有效调控粉末的粒径分布,合理的进/出风温度会进一步改善粉末球形度。当喷雾盘转速为40 r·min^(-1)、进风温度250℃、出风温度130℃时,获得的团聚粉末球形度好、表面粗糙度低、松装密度高、流动性优异且粒径分布集中。该方法获得的粉末可直接应用于等离子喷涂,适合批量生产,对Al_(2)O_(3)-Ti_(3)SiC_(2)高温吸波材料的研究具有重大价值。 展开更多

关键词 Al_(2)O_(3)-Ti_(3)SiC_(2)团聚粉末 喷雾造粒 形貌 流动性

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超支化聚合物(HBPs)改性环氧树脂的研究进展 被引量：16

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作者 陈珂龙 张桐 +1 位作者 崔溢 王智勇 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期11-18,共8页

超支化聚合物在不影响工艺性的前提下对环氧树脂有明显的增强、增韧作用。本文主要概述了超支化聚合物对环氧树脂力学性能、耐热性能的影响,主要包括:聚酯超支化聚合物改性环氧树脂、聚酰胺/聚酰亚胺/聚乙烯亚胺超支化聚合物改性环氧树... 超支化聚合物在不影响工艺性的前提下对环氧树脂有明显的增强、增韧作用。本文主要概述了超支化聚合物对环氧树脂力学性能、耐热性能的影响,主要包括:聚酯超支化聚合物改性环氧树脂、聚酰胺/聚酰亚胺/聚乙烯亚胺超支化聚合物改性环氧树脂、有机硅超支化聚合物改性环氧树脂以及其他超支化聚合物改性环氧树脂等。此外,还指出了目前超支化聚合物改性环氧树脂的缺点以及未来的发展方向。当前限制HBPs在环氧树脂改性领域内大规模应用的主要缺点在于大多数HBPs合成步骤繁琐复杂,合成成本较高。鉴于此,在未来随着更简单、绿色的合成方法的出现,HBPs在其他新兴领域以及改性树脂中的应用会越来越广泛。 展开更多

关键词 超支化聚合物 环氧树脂 改性 增强增韧

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微波吸收涂层结构设计和电性能模拟计算 被引量：1

10

作者 刘政 李业华 +2 位作者 匡键磊 何山 赫丽华 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期128-138,共11页

微波吸收涂层结构设计和电性能模拟计算在微波吸收涂层制备过程中起到越来越重要的作用。针对涂层结构设计和优化,能直接提升涂层吸收效果。微波吸收材料往往具有阻抗匹配层、吸收层、黏结层多层结构,其反射系数由厚度、磁导率和介电常... 微波吸收涂层结构设计和电性能模拟计算在微波吸收涂层制备过程中起到越来越重要的作用。针对涂层结构设计和优化,能直接提升涂层吸收效果。微波吸收材料往往具有阻抗匹配层、吸收层、黏结层多层结构,其反射系数由厚度、磁导率和介电常数共同决定。单纯依靠实验来研究反射系数的影响规律,工作量必然相对宽泛且盲目。基于此,选用三种微波吸收涂层吸收剂,开展电磁参数测试与分析。设定涂层材料厚度为1.2 mm,分别模拟计算单一吸收剂的单层电磁性能、两种吸收剂复配的单层和双层结构电磁性能。通过理论计算得到四种较优的涂层设计方案,并完成电性能实验验证。结果表明,采用实验验证的电性能与模拟计算结果的趋势基本相符,最终确定吸收剂A∶吸收剂C=2∶1复配单层涂层配方方案,此时微波吸收涂层模拟计算和实验结果均具有较好的吸收效果。 展开更多

关键词 微波吸收 吸收剂 结构设计 电磁参数 模拟计算

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孔径型FSS与贴片型FSS吸波特性的对比

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作者 袁旭冏 刘文言 +5 位作者 王艳 陆泽涛 张有为 韩沐畴 李晓 刘敏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期92-98,共7页

采用含有碳纤维的碳纤维纸制备孔径型与贴片型频率选择表面(frequency selective surfaces,FSS)。以芳纶纸蜂窝为匹配介质层,利用体视显微镜对碳纤维纸中的碳纤维分布进行微观表征,用矢量网络分析仪测试复合材料FSS的反射率。在碳纤维... 采用含有碳纤维的碳纤维纸制备孔径型与贴片型频率选择表面(frequency selective surfaces,FSS)。以芳纶纸蜂窝为匹配介质层,利用体视显微镜对碳纤维纸中的碳纤维分布进行微观表征,用矢量网络分析仪测试复合材料FSS的反射率。在碳纤维纸的基体面积占比率相同时,研究单元形状、碳纤维纸中碳纤维含量、碳纤维长度对孔径型FSS与贴片型FSS吸波性能的影响规律。结果表明:在2~18 GHz范围内,孔径型FSS与贴片型FSS的吸波性能与碳纤维纸中碳纤维的含量、长度有关,与单元形状无关;在6~18 GHz,碳纤维纸的基体面积占比率相同时,单元形状、碳纤维纸中碳纤维的长度、含量都使得孔径型FSS的吸波性能优于贴片型FSS。 展开更多

关键词 碳纤维纸 芳纶纸蜂窝 频率选择表面FSS 吸波性能

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