吸波-相变微胶囊红外微波兼容隐身复合材料的研究

摘要

本文采用种子微悬浮聚合法，以苯乙烯-二乙烯基苯为复合壁材，分别以月桂酸和硬脂酸丁酯作为中温区和低温区相变芯材，制备了LMPCM和BMPCM两类相变微胶囊（MCPCM）；将纳米Fe3O4粒子、RGO两种雷达吸波材料（RAM）在相变微胶囊壁面原位组装，制备了Fe3O4-LMPCM、RGO-LMPCM、Fe3O4-BMPCM和RGO-BMPCM四种吸波-相变微胶囊材料（RAM-MCPCM）；以RAM-MCPCM作为功能填料，制备了红外微波隐身涂料和RAM-LMPCM/PS红外微波隐身复合材料。
　　利用FT-IR、SEM、粒度分析仪、DSC、TG、振动样品磁强计（VSM）等表征了RAM-MCPCM的化学组成、微观结构、热学性能和磁学性能。运用矢量网络分析仪，通过弓形反射法测试了涂层的电磁波吸收性能；使用自制一维平板热传递模型测试了涂层的红外隐身性能；按照国家标准测试了涂层的力学性能。表征了RAM-LMPCM/PS复合材料的热性能和断面形貌；测试了复合材料红外隐身性能、宏观力学性能和摩擦学性能。
　　研究结果表明：LMPCM和 BMPCM为规整球形、表面光滑，RAM-LMPCM和 RAM-BMPCM为规整球形、表面呈微凸状。优化芯壁比为1.5:1时，LMPCM的相变潜热和包覆率分别为99.2J/g和57.4%，w(Fe3O4)=8.0%的Fe3O4-LMPCM相变潜热为85J/g，w(RGO)=2.0%的RGO-LMPCM相变潜热为90J/g；优化芯壁比为1.4:1时，BMPCM的相变潜热和包覆率分别为66.5J/g和55.4%，w(Fe3O4)=8.0%的Fe3O4-BMPCM相变潜热为63J/g，w(RGO)=2.0%的RGO-BMPCM相变潜热为65J/g。涂层厚度为0.5mm时，Fe3O4-LMPCM/环氧涂层在5.2GHz时达到最大吸收峰值-0.54dB，RGO-LMPCM/环氧涂层在8.8GHz时达到最大反射损耗-1.21dB，Fe3O4-BMPCM/环氧涂层在5.3GHz时达到最大吸收峰值-0.50dB，RGO-BMPCM/环氧涂层在8.8GHz时达到最大反射损耗-1.13dB；在相变温度范围内，添加RAM-MCPCM的环氧涂层和PS可有效屏蔽目标红外辐射，达到红外隐身的目的。在摩擦过程中，RGO-LMPCM对基体材料PS起到一定的润滑和减摩效果，w(RGO-LMPCM)=20%的RGO-LMPCM/PS复合材料平均摩擦系数为0.51。
　　综合分析表明：采用种子微悬浮聚合法制备的吸波-相变微胶囊呈规整球形，在掺杂RAM的同时具有较高的相变潜热和包覆率；RAM-MCPCM作为功能填料的复合材料具有红外微波兼容隐身功能；适量的RAM-MCPCM对复合材料有一定的增强增韧作用。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 前言

1.2 隐身材料技术

1.3 微胶囊相变材料

1.4 微胶囊相变材料在红外伪装中的应用

1.5 红外微波兼容隐身材料

1.6 小结

1.7 课题研究目的和意义及研究内容

第2章 RAM-MCPCM隐身复合材料研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 RAM-MCPCM/环氧树脂兼容隐身涂料的研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 RAM-LMPCM/PS隐身复合材料的研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A 硕士攻读期间研究成果