基于雷达反射特性的碳纤维布改性技术及对红外发射率的影响

摘要

基于不同媒质平面对垂直入射电磁波的作用及红外辐射的相关理论，以改变碳纤维布的反射率为目标，通过碳纤维电磁改性的技术途径，进行碳纤维布改性方法和工艺技术研究，探讨了改性碳纤维布在X波段和Ka波段的雷达反射特性及对5～14μm波段红外发射率的影响。
　　基于碳纤维改性技术及相关理论，为了提高碳纤维布的导电性能，提出了利用化学镀实现碳纤维布表面金属化方法，选择在碳纤维表面镀金属Ni、Cu及Ni-P-Fe-Co四元合金，并以增重率为主要指标，兼顾镀层表面光泽和镀液稳定性，初步确定了碳纤维布金属化工艺，并采用正交试验优化了化学镀镍、镀铜的改性工艺，利用单因子变量法研究了多元合金化学镀中三种主盐浓度对化学镀效果的影响。
　　为降低碳纤维布的导电性能，提出分别采用聚苯胺对碳纤维布进行包覆和硝酸液相氧化碳纤维布，以碳纤维布的电阻变化为主要指标，采用正交试验优化了聚苯胺包覆碳纤维布改性工艺，采用单因子变量法研究了硝酸液相氧化工艺对改性碳纤维布导电性的影响。
　　在对碳纤维布改性工艺优化的基础上，将改性碳纤维布制备成相应的样品，对改性碳纤维布的表观形貌、增重率、导电性、雷达反射率、红外发射率进行测试表征，并分析研究了各改性工艺及相关因素对碳纤维布雷达反射特性和红外发射率的影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 碳纤维概述

1．1．1 碳纤维的特性和分类

1．1．2 PAN基碳纤维的制备工艺简介

1．2 短切碳纤维表面改性技术

1．2．1 碳纤维化学镀

1．2．2 碳纤维液相氧化技术

1．2．3 导电高聚物包覆碳纤维改性技术

1．3 碳纤维布的改性技术现状

1．4 主要研究内容

2 基于雷达反射特性的碳纤维布改性理论基础

2．1 分界面对垂直入射平面波反射特性的理论研究

2．1．1 理想导体平面对垂直入射平面波的反射

2．1．2 理想媒质平面对垂直入射平面波的反射

2．1．3 损耗媒质平面对垂直入射平面波的反射

2．2 红外辐射理论研究

2．2．1 红外辐射的基本原理

2．2．2 红外辐射的基本定律

2．3 碳纤维布改性的技术途径

2．3．1 改变碳纤维布雷达反射特性的技术途径

2．3．2 影响碳纤维布的红外发射率的相关因素

3 提高碳纤维布导电性能的改性工艺研究

3．1 材料准备

3．2 碳纤维布化学镀前处理

3．3 碳纤维布化学镀镍

3．3．1 碳纤维布化学镀镍理论

3．3．2 化学镀镍组分分析

3．3．3 化学镀镍配方工艺研究

3．4 碳纤维布化学镀铜

3．4．1 碳纤维布化学镀铜理论

3．4．2 化学镀铜组分分析

3．4．3 化学镀铜配方工艺研究

3．5 碳纤维布多元合金Ni-P-Fe-Co化学镀

3．5．1 碳纤维布多元合金化学镀理论

3．5．2 多元合金Ni-P-Fe-Co化学镀组分分析

3．5．3 多元合金Ni-P-Fe-Co化学镀配方工艺研究

3．6 本章小结

4 降低碳纤维布导电性能的改性工艺研究

4．1 材料准备

4．2 聚苯胺包覆碳纤维布改性工艺研究

4．2．1 聚苯胺包覆碳纤维布理论

4．2．2 聚苯胺包覆碳纤维布的制备

4．2．3 聚苯胺包覆碳纤维布工艺研究

4．3 碳纤维布液相氧化工艺研究

4．3．1 碳纤维布氧化理论

4．3．2 液相氧化碳纤维布的制备

4．3．3 碳纤维布液相氧化处理工艺

4．4 本章小结

5 改性碳纤维布的雷达及红外性能的表征

5．1 测试样品的制备

5．2 测试仪器及方法

5．2．1 改性碳纤维布表观形貌的表征

5．2．2 改性碳纤维布导电性能的测试

5．2．3 改性碳纤维布增重率的测试

5．2．4 改性碳纤维布雷达反射率的测试

5．2．5 改性碳纤维布红外发射率的测试

5．3 结果与讨论

5．3．1 碳纤维的表观形貌

5．3．2 碳纤维布的导电性能

5．3．3 改性碳纤维布的增重率

5．3．4 碳纤维布改性对其雷达反射率的影响

5．3．5 碳纤维布改性对其红外发射率的影响

5．4 本章小结

6 结束语

致谢

参考文献