纤维状雷达波吸收材料的制备及性能研究

摘要

该论文制备了五羰基铁包敷的氧化锌纤维、多晶铁纤维两种纤维状吸波材料,根据得到的电磁参数对材料的吸波性能进行了研究.主要结果归纳如下:1.ZnO纤维的水热法制备及在雷达吸波方面的应用ZnO纤维在电子、化工方面有广泛的用途,由于ZnO纤维具有一定的韧性且比重相对较小,适当长径比的ZnO纤维纤维可作为新型吸波材料的骨架.目前,ZnO纤维主要的制备方法有多种,其中水热法制备工艺相对较为简单,不需要高温灼烧处理,可直接得到结晶完好、粒度分布窄的粉体.该文第二部分以Zn(CH<,3>COO)<,2>·2H<,2.O和NH<,3>为原料,在Zn<'2+>:NH<'3>(摩尔比)为1:4.5,反应物中Zn<'2+>摩尔浓度为0.5mol/L,200℃水热反应条件下制得了长为20-30μm,长径比为9-14的ZnO纤维.并对氧化锌微晶在不同的物理化学条件(反应介质的碱性强弱、反应物浓度、反应温度和反应时间等)下呈现的形态特征进行了讨论,可根据氧化锌晶粒的形态特征与水热条件之间的关系控制实际的晶体生长.以自制ZnO纤维为骨架,将五羰基铁受热分解出的铁沉积到ZnO纤维表面,然后将其表面钝化,制备出一种新型吸波材料,研究该材料在2-18GHz波段的吸收雷达波性能及其作为轻质、宽频雷达波吸收剂的可能性.研究发现其在9.1-13.7GHz范围内R.L.<-10dB即带宽为4.6GHz,在11GHz的最大反射损耗为24.2dB.2.多晶铁纤维的制备及性能研究利用热解五羰基铁的方法对多晶铁纤维进行修饰并对其雷达波吸收性能进行了研究.利用均匀的晶种,采用合适的晶种浓度及反应时间制得具有合适直径及长径比的前躯体α-FeOOH纤维,再经脱水、还原、修饰得到多晶铁纤维.羰基铁使来自脱水和还原过程的缺陷得到很好的修饰.含有60﹪重量、厚度为1.95mm的试样在约6GHz频带跨度内有大于10dB的吸收,最大吸收21.8dB出现在11.3GHz.由于多晶铁纤维具有材料来源广泛、吸收性能好的特点,对多晶铁纤维的研究成为吸波材料研究的一个主要方向.综上所述,首次对五羰基铁包敷的氧化锌纤维、多晶铁纤维的制备及其在2-18GHz宽波段的吸波性能进行了比较深入的研究.五羰基铁包敷的氧化锌纤维在11GHz显示出24.2dB的最大反射损耗;多晶铁纤维在2-18GHz波段的带宽高达6.1GHz即在8.5-14.6GHz范围内反射损耗大于10dB,这在隐身技术方面是最为可取的特性.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权声明

第一部分雷达波吸收材料研究进展

§1.1引言

§1.2雷达和雷达波

§1.3吸波材料

§1.3.1雷达吸波材料的分类

§1.3.2雷达吸波材料的工作原理

§1.3.3雷达吸波材料的研究现状

§1.3.4雷达吸波材料的发展趋势

§1.3.5吸波材料的研究方法

§1.4本论文研究的目的和意义

§1.5本章小结

第二部分ZnO纤维的水热法制备及在雷达吸波方面的应用

第一章水热法制备氧化锌纤维

§1.1 ZnO纤维的用途及水热法应用进展

§1.2 ZnO纤维的水热法制备及性能表征

第二章羰基铁包敷氧化锌纤维的制备及其性能测试

§2.1引言

§2.2吸波机理

§2.3实验部分

§2.4结果与讨论

§2.5本章小结

第三部分多晶铁纤维的制备及性能研究

§3.1引言

§3.2多晶铁纤维制备

§3.2.1主要原料

§3.2.2测试仪器

§3.2.3多晶铁纤维合成步骤示意图

§3.2.4多晶铁纤维的前驱体α—FeOOH纤维的制备

§3.2.5多晶铁纤维的制备

§3.3结果与讨论

§3.3.1 α—FeOOH晶种和纤维的成因及其影响因素

§3.3.2 α—FeOOH纤维硅包敷层成因及其影响因素

§3.3.3 α—FeOOH纤维脱水及还原机理

§3.3.4 α—FeOOH纤维脱水产物还原成因

§3.3.5多晶铁纤维缺陷修饰及钝化处理成因

§3.3.6多晶铁纤维的雷达波吸收性能

§3.4结论

参考文献

致谢

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