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炭黑對無(wú)機開(kāi)孔泡沫吸波材料反射率的影響分析論文

時(shí)間:2024-06-16 00:13:55 材料畢業(yè)論文 我要投稿
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炭黑對無(wú)機開(kāi)孔泡沫吸波材料反射率的影響分析論文

  無(wú)機開(kāi)孔泡沫型吸波材料是利用碎玻璃或火山灰等為主要原料,在其中添加電磁損耗物質(zhì),熔融發(fā)泡得到的一種材料,具有吸波性能好、多頻譜兼容、耐久性好以及耐惡劣環(huán)境,使用壽命長(cháng)、造價(jià)低的特點(diǎn),在工程應用中具有獨特的優(yōu)勢。

炭黑對無(wú)機開(kāi)孔泡沫吸波材料反射率的影響分析論文

  炭黑是以液體或氣體碳氫化合物為原料,在缺氧條件下經(jīng)不完全燃燒分解制得的。炭黑的主要成分是碳,只有少量的氮和氧,具有“準石墨”晶體結構和膠體粒徑范圍的黑色粒狀物質(zhì),其結構類(lèi)似于石墨,典型的炭黑是由直徑10100 nm,表面積25-1 500 m館球形原生顆粒構成的。炭黑在無(wú)機開(kāi)孔泡沫吸波材料制備中,除了具有起發(fā)泡劑作用,還具有穩定劑作用,增加孔隙率,同時(shí)在樣品的孔隙中滲透炭黑增加其吸波性能。炭黑的含量對無(wú)機開(kāi)孔泡沫吸波材料的性能有較大的影響,制備了不同炭黑含量的無(wú)機開(kāi)孔泡沫吸波材料樣品,測試了其介電常數,通過(guò)理論計算,得到了樣品在X波段的反射率,對計算性能較好的樣品進(jìn)行了實(shí)驗驗證,為材料的工程應用提供了參考。

  1實(shí)驗樣品的制備

  無(wú)機開(kāi)孔泡沫型吸波材料實(shí)驗樣品制備分為三步:(1)炭黑作為氧化型吸波劑高溫燒結發(fā)泡得到無(wú)機開(kāi)孔泡沫型吸波材料初樣;(2)炭黑作為添加的吸波劑,配置能浸漬初樣的含炭溶液;(3)將溶液完全浸漬到初樣中并烘干。試驗分別制備了炭黑體積含量為0.1%,0.5%,1.5%,2%和3%的樣品。

  2電磁參數的測量

  材料電磁參數測量主要用矩形波導和同軸傳輸線(xiàn)。在小損耗時(shí),有許多比較成熟的方法如微擾法。但該方法對于大損耗的吸收材料的測量無(wú)能為力。對損耗在0.1以上的中、大損耗材料,常用的方法有:駐波法(測量線(xiàn)法)和網(wǎng)絡(luò )法。

  駐波法的優(yōu)點(diǎn)是不需要復雜的儀器設備,通過(guò)測量測量線(xiàn)中在終端短路、“開(kāi)路”兩種狀態(tài)的駐波變化來(lái)獲得材料的電磁參數。網(wǎng)絡(luò )法將介質(zhì)試樣段看成是一個(gè)對稱(chēng)二端口網(wǎng)絡(luò ),而介質(zhì)的電磁參數可以根據等效網(wǎng)絡(luò )參數計算。文中實(shí)驗采用網(wǎng)絡(luò )法,主要測試設備是矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀,測試方法參考GJB 5239-2004《射頻吸波材料吸波性能測試方法》。

  3結論

  (1)炭黑的含量對無(wú)機開(kāi)孔泡沫材料的電磁特性有較大的影響,根據駐波法測試結果,隨著(zhù)炭黑含量的增加,無(wú)機泡沫材料介電常數實(shí)部和虛部均增大,炭黑含量低于2%時(shí),增加緩慢,炭黑含量高于2%時(shí),增加較快。

  (2)通過(guò)理論計算,炭黑含量對樣品反射率有很大影響,體積含量為0.1%,0.5%,1.5%和2%的樣品在X波段內反射率波動(dòng)較大,特性不穩定,含量3%的樣品在X波段內計算值變化幅度較小。根據計算結果,進(jìn)行試驗驗證。

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