短切中空多孔碳纤维复合材料的吸波性能

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1、万方数据第23卷第3期2008年5月无机材料学报JournalofInorganicMaterialsV01．23，No．3May，2008文章编号：1000—324X(2008)03—0481—05短切中空多孔碳纤维复合材料的吸波性能谢炜，程海峰，楚增勇，陈朝辉(国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室，长沙410073)摘要：以中空多孔聚丙烯腈(PAN)原丝为原料，通过预氧化处理和碳化处理工艺制备了中空多孔碳纤维，采用SEM和XRD对其微观结构和晶体结构进行了表征，并对其吸波性能进行了分析．研

2、究结果表明，中空多孔碳纤维是一种非石墨结构的电损耗型雷达波吸收剂；随着短切中空多孔碳纤维体积分数的提高，随机分布的纤维／石蜡复合吸波材料的介电常数随之增大；用所得的电磁参数结果计算了不同厚度材料的反射率，在2—18GHz频率范围内，当体积分数为33．30％，厚度为2mm时，最低反射率为一21．36dB，其中<一5dB的反射率带宽为5．17GHz，<一10dB的反射率带宽为2．88GHz．关键词：中空多孔碳纤维；电磁参数；反射率；吸波性能中图分类号。TB34文献标识码：AMicrowaveAbsorbingPro

3、pertiesofShortHollowCarbonFiberCompositesXIEWei，CHENGHai—Feng，CHUZeng-Yong，CHENZhao-Hui(KeyLabofAdvancedCeramicFibers＆Composites，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Inordertogetlightweightradarwaveabsorbers，hollowcarbonfibersw

4、erepreparedfrompolyacrylonitrile(PAN)hollowfibersbythermo-oxidativestabilizationinairandcarbonizationinni-trogen．ThemicrostructureandmicrowaveabsorbingpropertiesoftheresultantPAN—basedhollowcarbonfibers(PAN—HCFs)werestudiedbySEM，XRDandvoternetworkanalyzer．Th

5、ereflectivityWassimulatedbyusingRAMCADsoftware．ResultsshowthattheelectromagneticparametersoftheabsorbingmaterialsincreasewithincreaseofthePAN—HCFsvolumefraction．Thereflectioncoefficientapexmovestolowerfrequencieswiththethicknessofabsorbingmaterialincreasing．

6、WithincreaseofvolumefractionofthePAN-HCFs，thereflectioncoefficientsincreasegreatlyandtheoptimalthicknessdecreasesatthesametime．Itisfoundthatthe2mmthickcompositescontaining33．30％PAN—HCFshasanabsorbingbandwidthof5．17GHzbelow一5dBand2．88GHzbelow一10dBinthefrequen

7、cyrangeof2—18GHz．Thelowestreflectionis一21．36dBat10GHz．ThePAN—HCFsareprovedtobealightcon-ductiveradarabsorbingmaterialsinviewofitshollowstructuresandmicrowaveabsorptionproperties．Keywords：hollowcarbonfibers；electromagneticparameters；reflectivity；microwaveabso

8、rbingproperty1引言随着隐身技术的发展，雷达吸波材料作为隐身技术的一个重要分支，正朝着轻量化的方向发展．为了制备轻质雷达吸波材料，首先要制备出轻质的雷达波吸收剂．纵观现有的各种电，磁损耗型雷达吸收剂，电损耗型吸收剂可成为轻质雷达吸收剂的首选对象【1，2f．人们研究的重点是电损耗型吸收剂的碳质材料．新型的碳材料如纳米碳黑、碳纳米管等被广泛的研究[3-8】．就吸收剂的形状来看，