新型纳米雷达吸波涂层的制备及其吸波性能研究

摘要

本文主要研究了纳米SiC/Fe<,3>O<,4>复合吸波涂层的制备及其吸波性能。首先，从理论上对纳米材料的新型吸波机理进行了初步探索。其次，对吸波材料的计算机辅助优化设计问题进行了研究，并以单层干涉型纳米吸波涂层为例进行了阻抗匹配的优化计算。最后，对纳米Fe<,3>O<,4>粉体及纳米SiC粉体电磁参数(复介电常数ε<,r>和复磁导率μ<,r>)进行了测试，并根据测得的电磁参数对纳米SiC/Fe<,3>O<,4>复合吸波涂层的进行了仿真优化设计。根据优化设计结果，分别制备了以纳米SiC粉体、纳米Fe<,3>O<,4>粉体和纳米SiC/Fe<,3>O<,4>复合粉体为吸收剂的三种纳米吸波涂层，并利用电波暗室对三种不同的纳米材料涂层进行了吸波效能测试。结果表明，以纳米SiC粉体和纳米Fe<,3>O<,4>粉体制成的复合吸波涂层对8～18GHz(Ku波段)雷达波具有较好的吸收效果：当复合粉体中SiC粉体质量比率为0.4且样品涂层厚度为2mm时，复合粉涂层的反射损耗在14.1GHz附近达到峰值-23.1dB；整体小于-10dB的带宽接近5.5GHz，且正好处于Ku波段电磁波(8～18GHz)。因此它可以成为一种具备“轻、薄、宽、强”特性的新型吸波材料。此外还对三种样品涂层对8mm波的吸收效能进行了测试，纳米Fe<,3>O<,4>涂层对8mm波的吸收效果最好，反射损耗达到-7.988dB。本文为研制新一代“轻、薄、宽、强”吸波材料提供了一定的理论及实验依据。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1国内外的研究现状及趋势

1.1.1国外纳米吸收剂的研究现状

1.1.2国内纳米吸收剂的研究现状

1.1.3纳米隐身材料的发展趋势

1.2课题的理论意义和应用价值

1.3课题研究的主要内容及研究手段

1.4课题研究成果的主要特色

第二章吸波材料的物理基础

2.1电磁场的麦克斯韦方程组及边界条件

2.2电磁波的反射

2.3吸收剂的吸波机理

2.3.1微波与微波吸收材料相互作用原理

2.3.2复介电常数的物理意义

2.3.3复磁导率的物理意义

第三章纳米材料的新型吸波机理探讨

3.1引言

3.2纳米材料的基本特性

3.3纳米吸波材料吸波机理的初步探讨

3.3.1纳米粒子对电磁波的散射衰减

3.3.2纳米粒子表面效应的作用

3.3.3共振吸收

3.3.4小尺寸及量子尺寸效应

第四章纳米吸波材料的制备

4.1引言

4.2纳米粉体吸收剂的制备

4.3纳米吸波涂层的制备

第五章纳米吸波材料的表征与测试

5.1引言

5.2纳米微粒的结构表征

5.2纳米吸波材料的电磁参数测试

5.2.1 8～18 GHz复磁导率测试方法

5.2.2 8～18 GHz复介电常数测试方法

5.3纳米吸波材料的吸波效能测试

第六章吸波材料的计算机辅助优化设计

6.1引言

6.2计算机辅助优化设计的主要算法

6.3吸波材料优化设计时的阻抗匹配问题研究

6.4单层干涉型纳米吸波涂层的阻抗匹配计算实例

6.5小结

第七章纳米SiC/Fe3O4吸波涂层的制备及其吸波性能的研究

7.1引言

7.2纳米Fe3O4粉体及纳米SiC粉体的制备

7.3纳米Fe3O4粉体及纳米SiC粉体的XRD结构表征

7.4纳米Fe3O4粉体及纳米SiC粉体的电磁参数测试

7.4.1 8～18 GHz复磁导率的测试结果

7.4.2 8～18 GHz复介电常数的测试结果

7.4.3 8～18 GHz磁损耗正切和电损耗正切的计算结果

7.5单层纳米Fe3O4及纳米SiC吸波材料的仿真设计

7.6纳米SiC/Fe3O4复合吸波涂层的仿真优化设计

7.7吸波涂层样品的制备

7.8 8～18 GHz涂层吸波效能的测试与分析

7.9小结

第八章课题总结与展望

致谢

附录

参考文献