活性碳纤维玻璃钢复合结构吸波材料的制备及性能

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1、摘要本文以活性碳纤维(ACF)为吸收剂，玻璃纤维布增强环氧树脂(FFuP)为基体，采用手糊玻璃钢工艺制备了ACF／FRP结构吸波材料，并对其力学性能、吸波性能和电导率进行了研究。玻璃纤维布的加入使复合材料的弯曲强度从32．38MPa增加到357．8MPa，冲击韧性从20．8kJ／cm2提高到135．46kJ／cm2；随着偶联剂含量的增加，复合材料的弯曲强度先增后减，在含量为10v01％时，复合材料的弯曲性能达到最佳。随着活性碳纤维含量的增加，复合材料的吸波性能先提高后降低，在含量为0．69wt％时达到最佳，．10dB下的吸

2、收频带宽度达到3GHz。通过电磁参数计算得到的反射率变化趋势和实验结果完全吻合，说明复合材料对电磁波的主要吸收机制为介电损耗；活性碳纤维垂直排布时的吸波性能要好于平行排布时，并且垂直和平行排布的吸波性能存在互补关系。随着活性碳纤维含量的增加，复合材料的电导率逐渐增加，并在含量为0．25wt％至0．57wt％时出现一个平台；随着活性碳纤维长度的增加，复合材料的电导率先增后减，在～30mm时达到最佳。通过以上研究均发现，复合材料的吸波性能与电导率之间存在一致关系，这为预测此类复合材料的吸波性能提供了一种有效手段。活性碳纤维在树

3、脂基体中形成的导电网络结构是复合材料吸收电磁波的主要原因，利用导电网络机制分别解释了活性碳纤维的含量、长度和排布方式对复合材料吸波性能的影响规律。关键词：结构吸波材料，活性碳纤维，力学性能，吸波性能，电导率ABSTRACTThemechanicalproperty，absorbingperformanceandconductivityoffiberglassreinforcedepoxystructuralabsorbingmaterialswhichcontainedtheactivecarbonfiberastheab

4、sorbentwereinvestigated．Addingthefiberglassfabricintoepoxymatriximprovestheflexuralstrengthofthecompositesfrom32．38MPato357．8MPaandtheimpactductilityfrom20．8kJ／cm2upto135．46kJ／cm2．Withthecontentofcouplingagentincreased．theflexuralstrengthofthecompositesfirstincrea

5、ses，andthenfalls．Whenthecontentisupto10v01％，thecompositesshowbetterflexuralperformance．Whenthecontentofactivecarbonfiberincreases，theabsorbingperformanceofthecompositesispromotedfirst，andthenfalls，thewidthofabsorptionbandbelow-10dBisupto3GHz．Thecalculatedresultsfr

6、omelectromagneticparameterscanmatchtheexperimentresultsverywell，suggestingthatthemainmechanismofthecompositesabsorbingtheelectromagneticwaveisdielectricdissipation．Whentheactivecarbonfiberlocatedvertically，theabsorbingperformanceofthecompositesisbetterthanparallel

7、location．Andtheabsorbingperformanceofthecompositeswithparallelandverticallocationcancomplementwitheachother．Theconductivityofthecompositesincreasesgradually，andformsaflatbetweenthecontent0．25wt％and0．57wt％whenincreasethecontentofactivecarbonfiber．Withthelengthofact

8、ivecarbonfiberincreased，theconductivityofthecompositesfirstincreases，andthenfalls．Andwhenthelengthisabout30ram，theconductivityisthebest．Alloftheresearch