学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

双层球微粒复合材料电磁特性的研究

作　者: 龚璇
导　师: 章桥新
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 双层球形微粒 Mie散射电磁特性
分类号: TB33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 69次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着电磁波通信的广泛应用,人们已经意识到电磁波的危害,电磁波屏蔽便成为一个热点问题。设计和制备以吸收电磁微波的屏蔽材料,利用材料防护达到治理和消除电磁波干扰是最直观的方法。双层球形微粒材料是一种新型的复合材料,对电磁波具有良好的吸收特性。本文首先从微观角度,研究双层球形吸收剂粒子对电磁波散射和吸收特性的研究。以球形微粒的电磁场理论为基础,研究了粒子各项参数对电磁波散射和吸收的影响。继而运用经典Maxwell-Garent公式和Bruggeman公式将均匀分布在石蜡基体中的双层球颗粒进行等效处理。使其成为一种均匀的,具有稳定介电常数和磁导率的吸波材料,以便从宏观上分析这种材料在电磁场里的反射系数和透射系数。最后用一种纳米Fe／C双层球复合涂层进行实验,观察了这种双层球粒子实际的形貌图,测试了这种复合材料的反射系数和透射系数。本文的研究结果表明：从设计上控制这种双层球吸收剂颗粒的大小、外层厚度、内外层材质,可以优化吸收剂对电磁波的吸收性能。发现内核采用磁性铁介质的双层球颗粒,对比导电不导磁的碳介质内核的颗粒,对电磁波的衰减更为明显；而外层采用等离子包覆的双层球颗粒对电磁波具有很好的吸收作用。对于双层球复合材料,根据其反射系数和透射系数随厚度和频率变化的规律,从而选择最佳的厚度和电磁波频率,对吸波材料的制备有一定的指导意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章绪论  10-19
  1.1 研究背景  10
  1.2 课题来源  10-11
  1.3 吸波材料概述  11-13
    1.3.1 新型吸波材料的研究现状  11-12
    1.3.2 吸波材料的研究展望  12-13
  1.4 吸波材料的电磁特性  13-15
    1.4.1 阻抗匹配要求  13-14
    1.4.2 衰减特性  14
    1.4.3 吸收剂颗粒的散射与吸收  14-15
  1.5 颗粒吸收剂形状对材料性能的影响  15-16
  1.6 双层球粒子复合材料  16-17
    1.6.1 双层球粒子概述  16
    1.6.2 双层球粒子复合材料的研究现状  16-17
  1.7 本课题研究目的  17-18
  1.8 本文的内容和论文框架  18-19
第2章球型颗粒的电磁场基本理论  19-26
  2.1 引言  19
  2.2 电磁场基本理论  19-21
    2.2.1 麦克斯韦方程组  19-20
    2.2.2 Mie散射理论  20-21
  2.3 均匀平面波的反射和吸收  21-25
    2.3.1 层状材料的电磁场  21-24
    2.3.2 反射系数与透射系数  24-25
  2.4 等效电磁参数计算的经典理论  25
  2.5 小结  25-26
第3章双层球形颗粒吸收剂的电磁特性研究  26-41
  3.1 双层球微粒的理论模型建立  26-28
  3.2 双层球颗粒各参数对其电磁特性的影响  28-35
    3.2.1 不同粒径微粒对双层球微粒散射和吸收的影响  28-32
      3.2.1.1 不同粒径微粒的衰减系数比较  28-29
      3.2.1.2 不同粒径微粒的吸收系数的比较  29-30
      3.2.1.3 不同粒径微粒的散射系数的比较  30-31
      3.2.1.4 不同粒径微粒的后向散射系数的比较  31-32
    3.2.2 外层厚度与半径比对双层球微粒散射和吸收的影响  32-33
    3.2.3 介电常数对双层球微粒散射和吸收的影响  33-34
    3.2.4 磁导率对双层球微粒散射和吸收的影响  34-35
  3.3 双层球颗粒内、外层材料特性对其电磁特性的影响  35-40
    3.3.1 碳包铁和铁包碳双层结构微粒的比较  35-37
    3.3.2 等离子体包覆的双层结构微粒的电磁特性  37-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章含有双层球形颗粒的复合吸波材料电磁特性研究  41-53
  4.1 引言  41-42
  4.2 碳包铁粒子复合材料等效参数计算  42-46
    4.2.1 双层球粒子等效电磁参数的计算  42-43
    4.2.2 内核占空比对双层球等效电磁参数的影响  43-44
    4.2.3 含有双层球粒子复合材料的等效电磁参数计算  44-45
    4.2.4 双层球粒子浓度对复合材料的等效电磁参数的影响  45-46
  4.3 双层球复合材料对平面电磁波的反射与透射  46-51
    4.3.1 反射系数、透射系数与入射角的关系  47-48
    4.3.2 反射系数、透射系数与涂层厚度的关系  48-50
    4.3.3 反射系数、透射系数与电磁场频率的关系  50-51
  4.4 本章小结  51-53
第5章碳包铁纳米复合材料的电磁特性实验研究  53-58
  5.1 材料的来源及说明  53
  5.2 实验仪器及测样准备  53-54
    5.2.1 实验仪器  53
    5.2.2 测样准备  53-54
  5.3 测试实验  54-57
    5.3.1 碳包铁双层球粒子形貌特征  54
    5.3.2 不同浓度碳包铁复合材料反射投射实验分析  54-57
      5.3.2.1 碳包铁复合材料浓度分组实验  54-55
      5.3.2.2 测样数据分析  55-57
  5.4 本章小结  57-58
第6章总结与展望  58-60
  6.1 总结  58-59
  6.2 展望  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
附录  65

双层球微粒复合材料电磁特性的研究

内容摘要

全文目录

相似论文