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东华大学开发新型吸波复合材料吸波材料能在哪些领域发挥作用?
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时间:2024-04-17 16:29:51

  雷达吸波材料(RAM)可以将入射电磁能量转化为欧姆损耗,实现雷达隐身,已在许多先进飞机上得到应用。理想的RAM应具有吸收带宽、重量轻、机械强度好的特点。三维机织间隔复合材料(3DWSC)具有多维性和可嵌入性的特点,是作为高性能电磁波吸收材料的理想设计平台。

  以碳纳米管作为材料介电性能调控因子,制备介电性能可调控的碳纳米管/环氧树脂泡沫,并以三维机织间隔织物作为骨架,开发兼具承载能力的三维机织间隔织物增强碳纳米管/环氧泡沫复合材料。该复合材料力学性能优异,在30J能量的冲击下仍保持完整结构。

  不同含量的碳纳米管掺杂到环氧树脂发泡体系当中制备碳纳米管/环氧树脂泡沫,其介电常数和介电损耗随着碳纳米管填料含量增加近乎线性增长,可实现对其介电性能的定量调控。

  在30J冲击能量下,以碳纳米管/环氧泡沫制备的吸波复合材料的吸收能量为26.83J。与普通的三维机织间隔复合材料相比,吸收的能量提高了85.0%,并能够保持完整结构而不出现明显破坏。

  根据Dallenbach吸波原理,开发的吸波复合材料在4-18GHz的频率范围内具有5.5GHz的有效吸收带宽(RL-10dB),在5.5-18GHz频率范围内,吸收率可达70%以上。相同尺寸的吸波复合材料在10GHz时的雷达散射面积(RCS)仅为碳纤维复合材料的1%。

  吸波材料是指可吸收、衰减空间入射的电磁波能量,并减少或消除反射的电磁波的一类功能材料,一般由基体材料和损耗介质复合而成。通过小的极性分子,吸收消耗掉微博的能量。根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律,利用高磁导率铁氧体引导电磁波,通过共振,大量吸收电磁波的辐射能量,再通过耦合把电磁波的能量转变成热能。

  电磁波在材料里感应产生电流,电流在材料内部传输受阻而转化为内能。电导率越大,载流子引起的宏观电流越大(电场引起的电流和磁场引起的涡流)有利于电磁能转变为热能。

  吸波材料主要以铁氧体为基材的屏蔽膜,它基本功能以吸收耦合电磁波防止电波的叠加,消除智能电子系统内的多余电波,可将吸波材料裁剪成型,并贴复在触摸板背面或排线上抗电磁干扰EMI优化触摸屏的性能。

  1、吸波材料原理是以磁性微波吸收剂为主体,把电子设备的电磁波以绝缘损耗、磁损耗和阻损耗等方式转换成热能来达到降低电磁辐射的作用,具有高导磁率、可选择频段宽等特点,并可针对特定频段定向开发。

  2、吸波材料在10MHz~6GHz范围内拥有非常良好的吸收特性,可避免二次反射造成的电磁干扰或泄漏。产品主要为吸波贴片类型,也可按照每个客户需求加工成各种形状。吸波材料可用在笔记本电脑、手机、通讯机柜等的电子设备腔体内部。

  3、吸波材料对电磁波吸收效果好,吸收频率宽,可按照每个客户要求频段进行客户化定制产品,厚度薄性能好价格低,用途及适合使用的范围广泛。

  碳纳米管作为一维纳米材料,因其特殊的结构、优良的化学稳定性、良好的导电性能、优异的机械性能及纳米材料特有的纳米效应引起了广泛的关注 。从电磁波吸收方面来看,碳纳米管由于其导电性和作为一维纳米材料所具有的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,因而显示出很强的宽带微波吸收性能,已成为新型吸波收材料研究热点之一。碳纳米管是一种电损耗型的吸波材料,大量的研究工作十分关注碳纳米管改性以提高其磁学性质,从而改善其阻抗匹配,提高电磁损耗,并最终达到更好的吸波效果。

  6、应用之EMI/RFI:EMI(Electro MagneTIc Interference):直译是电磁干扰。电磁干扰三要素:干扰源、干扰传播途径以及敏感设备。扰源是指产生电磁干扰的电子设备或系统,干扰传播途径包括线缆,空间等,敏感设备是指易受电磁干扰影响的电子设备或系统。发射频率干扰(RF Interference):射频是一种高频交流电,也就是通常所说的电磁波。射频干扰就是电磁波所带来的干扰。如果两个频率相差不多的电磁波会同时被接收机接收造成干扰。 在离发出台近的地方会有谐波干扰。干扰其他的接收设施。在相同频率的电磁波可干扰电台。

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