中间相沥青基碳纤维镀镍及吸波复合材料的研究

摘要

为制备中间相沥青基镀镍碳纤维，本文对比研究了电磁搅拌法和超声波法两种镀镍工艺，SEM扫描结果表明两种工艺均可成功制备出表面镍含量较高的碳纤维，EDS能谱分析表明，电磁搅拌后碳纤维表面的Ni-P合金含量可达85.03％和6.55％，超声波镀镍后碳纤维表面的Ni-P合金含量可达38.12％和2.13％，从镍层的均匀程度，厚度以及镀镍纤维的连续性来看，超声波法制备的镀镍碳纤维更有利于后续结构型吸波复合材料的制备。通过对镀镍碳纤维的电磁性能的研究发现，镀镍后碳纤维的电损耗参数下降，而磁导率有所提高，将利于低频带吸收。利用中间相沥青基镀镍碳纤维制备出树脂基复合材料，从镀镍纤维对吸波性能的影响，铺层方式和树脂中短切镀镍纤维的加入对吸波性能的影响等三个角度展开研究，分别对不同情况下制备的树脂基复合材料进行反射率测试，研究结果表明：以镀镍纤维制备的吸波材料在保证高频吸波性能的前提下，明显提高了低频带的吸波能力；就铺层方式而言，采用层间全平行排布制备的复合材料吸波效果优于层间层间垂直交叉的效果；环氧树脂中短切镀镍纤维的引入也使吸收峰由中间频带向低频和高频带移动，低频吸收性能改善明显。反射率的最佳测试结果为，采用四层镀镍碳纤维层间全平行排列时，在14.88GHz吸收峰峰值为-27.62dB，低于-5dB的累积频宽约为14GHz，低于-10dB的累积频宽约为6.5GHz，吸波效果明显，力学性能也较之前的设计有所改善。

目录

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第一章绪论

1.1吸波材料的现状及研究意义

1.2国内外吸波材料的研究现状

1.3吸波材料的工作原理及吸波体设计原理

1.3.1吸波材料的基本工作原理

1.3.2吸波体设计原理

1.4吸波剂的类型

1.4.1电阻型吸收剂

1.4.2电介质型吸收剂

1.4.3磁介质型吸收剂

1.4.4新型吸波剂

1.5碳纤维吸波剂的改性

1.5.1化学镀镍技术国内外研究概况

1.5.2化学镀镍技术的应用

1.5.3中低温化学镀镍工艺的研究

1.5.4碳纤维化学镀镍的研究进展

第二章碳纤维表面化学镀镍

2.1试剂与原材料

2.2主要仪器设备

2.3实验步骤

2.3.1沥青基碳纤维的预处理

2.3.2沥青基碳纤维镀镍

2.4镀镍纤维的表征

2.5结果与讨论

2.5.1粗化对碳纤维表面的影响

2.5.2镀镍工艺对镀镍碳纤维形貌的影响

2.5.3镀镍工艺对镍含量影响的研究

2.6小结

第三章结构型吸波复合材料的制备与研究

3.1试剂与原料

3.2实验仪器

3.3结构型吸波复合材料的制备

3.4性能测试及表征

3.5镀镍沥青基碳纤维电磁性能的研究

3.5.1电参数εγ′，εγ″分析

3.5.2磁参数μ′,μ″分析

3.6镀镍碳纤维在结构吸波材料中应用的研究

3.6.1吸波剂表面化学镀镍对吸波效果的影响

3.6.2铺层方式对吸波效果的影响

3.6.3环氧树脂中加入短切纤维对吸波效果的影响

3.7镀镍碳纤维复合材料断层的研究

3.8镀镍碳纤维复合材料力学性能的研究

3.9小结

第四章结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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