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混合纤维吸波复合材料的制备和性能研究

作　者: 徐海霞
导　师: 黄洁
学　校: 西北大学
专　业: 化学工程
关键词: 短切碳纤维 复合材料 雷达吸波材料 介电性能 反射率 导热系数 拉伸
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 150次
引　用: 1次
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内容摘要


本文以短切碳纤维(在文中简称为碳纤维)作为耐高温吸收剂,高硅氧玻璃纤维(在文中简称为玻璃纤维)作为主要的耐高温材料以及透波匹配材料,分别选用耐高温的硅溶胶和环氧有机硅树脂(在文中简称为树脂)两类基体制作碳纤维／玻璃纤维复合耐高温隔热吸波材料(在文中简称为复合材料),对于纤维复合材料的吸波、隔热、力学能进行了较为系统的研究。实验主要包括复合材料的加工成型探索、性能测定与分析。复合材料制备采用纤维先分散再均匀混合加压成型。重点对复合材料的吸波性能进行了一系列的实验与分析,包括玻璃纤维的长度；碳纤维的分散、含量、长度、排布方式以及不同长度碳纤维混杂对介电和吸波性能的影响；复合材料的厚度、穿刺对复合材料吸波性能的影响。同时对计算反射率和实测反射率进行了对比分析,认为计算反射率在一定的条件下可体现材料的吸波性能,有一定的实际意义。其中玻璃纤维的长度不影响介电性能,但增长其长度有助于提高力学性；增加碳纤维的含量,介电常数的实部、虚部增加；随碳纤维的长度增加,复合材料出现频响效应；随着复合材料厚度的增加,吸收峰向低频移动,同时出现了双峰吸收现象；随着碳纤维含量的增加,复合材料双峰吸收现象出现的厚度依次降低,吸收峰值移向低频；复合材料中碳纤维水平排布的吸收性能高于碳纤维垂直排布。最后测试了复合材料的隔热性能与拉伸力学性能。探讨了复合材料密度与隔热性能的关系。力学方面分析了玻璃纤维长度、基体材料对拉伸性能的影响。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 引言  9
  1.2 隐身技术的产生和发展  9-11
  1.3 吸波材料的研究成果与方向  11-12
  1.4 吸波材料的分类  12-17
    1.4.1 根据材料的主要损耗机理分类  12-13
    1.4.2 根据电磁波被衰减的方式分类  13-16
    1.4.3 根据材料成型工艺和承载能力分类  16-17
  1.5 耐高温吸波材料的研究  17
  1.6 课题研究的出发点及意义  17-19
第二章 复合材料的制备及性能测试方法  19-32
  2.1 实验原材料  19-21
    2.1.1 化学试剂  19
    2.1.2 短切碳纤维  19-21
    2.1.3 玻璃纤维  21
  2.2 实验仪器、设备  21-22
  2.3 复合材料的制备  22-24
    2.3.1 纤维的分散  22-23
    2.3.2 硅溶胶基体复合材料的制备  23-24
    2.3.3 树脂基体复合材料的制备  24
  2.4 性能测试方法介绍  24-32
    2.4.1 复介电常数测试  24-25
    2.4.2 网络分析仪的基本知识  25-28
    2.4.3 电磁参数的意义  28-30
    2.4.4 反射率测试  30
    2.4.5 微观结构分析  30
    2.4.6 隔热性能测试  30-31
    2.4.7 力学性能测试  31-32
第三章 复合材料的介电及吸波性能研究  32-50
  3.1 玻璃纤维长度对复合材料吸波性能的影响  32-33
  3.2 碳纤维分散程度对复合材料介电性能的影响  33-34
  3.3 碳纤维含量对复合材料吸波性能的影响  34-37
    3.3.1 碳纤维2mm时,其含量对介电常数和损耗角的影响  34-35
    3.3.2 碳纤维3mm时,其含量对介电常数和损耗角的影响  35-36
    3.3.3 碳纤维4mm时,其含量对介电常数与损耗角的影响  36-37
  3.4 碳纤维长度对复合材料吸波性能的影响  37-39
    3.4.1 不同长度碳纤维复合材料的介电性能  37-38
    3.4.2 不同长度碳纤维复合材料的反射率  38-39
  3.5 计算反射率与实测反射率的对比分析  39-40
  3.6 混杂碳纤维复合材料的吸波性能  40-42
    3.6.1 混杂碳纤维复合材料的介电常数  40-41
    3.6.2 混杂碳纤维复合材料的反射率  41-42
  3.7 厚度对复合材料吸波性能的影响  42-45
    3.7.1 碳纤维含量1%,不同厚度复合材料的反射率  42
    3.7.2 碳纤维含量3%,不同厚度复合材料的反射率  42-43
    3.7.3 碳纤维含量5%,不同厚度复合材料的反射率  43-44
    3.7.4 碳纤维含量7%,不同厚度复合材料的反射率  44
    3.7.5 复合材料厚度相同,不同碳纤维含量的反射率  44-45
  3.8 碳纤维的排布方式对吸波性能的影响  45-47
    3.8.1 不同碳纤维排布方式复合材料的显微镜图  45
    3.8.2 不同碳纤维排布方式复合材料的介电性能  45-46
    3.8.3 不同长度碳纤维垂直排布的介电性能  46-47
  3.9 穿刺对复合材料的介电及吸波性能影响  47-49
    3.9.1 穿刺示意图  47-48
    3.9.2 穿刺对复合材料吸波性能的影响  48-49
  3.10 本章小结  49-50
第四章 复合材料的隔热性能和力学性能  50-57
  4.1 隔热性能  50-53
    4.1.1 隔热主体材料的选择  50-51
    4.1.2 复合材料的隔热性能  51-53
  4.2 力学性能  53-56
    4.2.1 树脂基体复合材料的拉伸力学性能  53-55
    4.2.2 硅溶胶基体复合材料的拉伸力学性能  55-56
  4.3 本章小结  56-57
第五章 结论  57-58
参考文献  58-63
附录  63-64
攻读硕士学位期间取得的科研成果  64-65
致谢  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 非金属复合材料
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