热稳定氛围及温度对碳基吸波材料性能影响规律概述

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1、热稳定氛围及温度对碳基吸波材料性能影响规律概述第一章绪论1.1选题背景与意义在遥感探测、计算机、通讯等电子技术高速发展的今天，随着各种新型雷达探测器及制导武器的面世，隐身、电磁兼容、电子对抗等技术变得越来越重要。为了提高战略武器装备系统的突防能力，增强军事化武器的生存和作战效能，世界各主要军事国家都在努力发展其武器装备的隐身化。因此，隐身技术(StealthyTechnique)已经成为世界现代军事技术发展的重要方向之一⑴。微波吸收材料是当代高新技术领域中的关键材料之一。隐身技术是指在一定探测环境中控制、降低各

2、种武器装备的特征信号，使其在一定范围内难以被发现、识别、跟踪和攻击的技术[2]。出于隐身目的而研发的各种材料被称为隐身材料。微波吸收材料主要应用于飞机、坦克、导弹、雷达等各种军事装备中的隐身技术、电磁兼容技术、电子对抗技术，以及电子器件的安全保密系统，以及重要党政机关、外交部门、经贸部门、重点军事要害部门等的电子设备的防信息泄漏和防电磁干扰技术。现阶段由于电子设备的广泛应用和发展，在给予人们生活带来很大便利的同时，其电磁辐射对人类健康和赖以生存的环境也产生了很大的影响。人体是个导体，在电磁波的作用下，人体可产生

3、电磁感应，使体内非极性分子产生极性，同时又可以使极性分子再分布，导致一些细胞功能异常，甚至诱导变异细胞的产生。处于长时间的电磁辐射环境中，动植物的正常生长会受到影响，所以吸波材料目前在电视、广播、电子器件及家用电器的微波福射防护等民用方面的研究也曰益受到重视。1.2吸波材料的认识微波吸收材料(Microax-cX射线衍射仪，日本理学公司(3)数显恒温水浴锅：常州荣冠实验分析仪器厂(4)中温碳化炉(5)矢量网络分析仪另外，锥形瓶，玻璃棒，玻璃板，量筒，堪祸，铜网，玛瑙研钵第三章实验结果及分析..........2

4、23.1X射线衍射（XRD)分析........223.1.1X射线衍射（XRD)........223.2扫描电子显微镜辅助分析........273.3吸波性能分析........303.3.1碳化温度对介电常数的影响........303.3.2碳化温度对磁导率的影响........323.3.3碳化温度对磁损耗因子的影响........343.3.4碳化温度对介电损耗因子的影响........343.3.5反射损失的模拟........35第四章结论........39第三章实验结果及分析3.1X射线衍

5、射（XRD)分析X射线衍射技术是利用X射线在晶体、非晶体中衍射与散射效应，进行物相的定性和定量分析、结构类型和不完整性分析的技术。X射线物相分析是利用X射线衍射技术来鉴定和研究单晶或多多晶的方法。X射线射入晶体后可以发生多种现象，对于物相分析及研究晶体结构来说，主要利用其衍射现象，而衍射则是相干散射发生干涉加强的结果。衍射现象与晶体的有序结构有关，即衍射花样规律性反映了晶体结构的规律性，衍射必须满足适当的几何条件才能产生。X射线衍射方程衍射线的方向与晶体的晶胞大小和形状有关。决定晶体衍射方向的基本方程有劳厄方程

6、（Laue)方程和布拉格（Bragg)方程。前者以直线点阵为出发点，后者以平面点阵为出发点。这两个方程均反映衍射方向、入射线波长、点阵参数、入射角关系，都是规定衍射条件和衍射方向的方程，实质上是相同的。但劳厄方程需同时考虑三个方程，实际应用不方便，而布拉格方程将衍射现象理解为晶体面网有选择的反射，比劳厄方程更直观而实用。结论(1)加入还原Fe在N2氛围中进行热处理后得到碳基复合材料中Fe元素主要以Fe304的形式存在。加入Fe制备的碳基复合材料表现出优异的吸波性能，当涂层厚度分别为1.9mm和2.5mm时，在1

7、2.7~18GHz频段内，这种复合材料的反射损失值都小于-10dB，有效吸收带宽为5.3GHz。由此可知，选择还原铁粉作为PAN基碳材料的改性前驱体，制备碳基复合吸波材料的方法是切实可行的。(2)还原铁粉加入PAN聚合液中，一部分Fe可以和PAN分子链上的羧基反应，把氢置换了出来，进入PAN分子链，另一部分主要以单质铁的形式存在，并且在热稳定过程中稳定存在。在热处理过程中，Fe结合PAN大分子链上的活性N、0元素生成磁性化合物，提高碳基体的磁导率。多相磁性物质的存在有利于增加界面极化对介电常数的贡献，同样有利于

8、磁导率多个共振波峰的出现，拓宽了吸波频带。并且随着碳化温度的升高，碳基复合材料的介电常数增加，介电损耗增强。(3)通过SEM图分析知，碳化后的复合碳膜中有片状纳米级磁性物质存在，且碳膜结构为内部中空外部有孔。(4)通过分析XRD图谱可以看出，在氮气氛围中碳化后获得的复合碳膜中存在石墨微晶和Fe304，且有纳米级ot-Fe粒子存在，在700°C以上的高温下还出现了Fe4N，而且温