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纤维吸波材料具有面密度小的显著优势,这使其无论是在传统吸波材料还是在新型吸波材料中都得到了广泛的应用。在传统吸波材料中,就有把导电纤维加入到某些吸波材料中制成吸波涂层的应用。在目前研究较多的新型吸波材料中,磁性纤维材料因其电磁参数各向异性,具有不同传统吸波材料的吸波机理,能使吸波涂层较好的满足“薄、轻、宽、强”的要求,成为目前研究的一个主要方向。本文在传统导电纤维表面制备出磁性涂层,使其在结构上既具有电损耗又具有磁损耗特性,并称之为双复纤维。
本文重点研究了双复纤维的制备、双复纤维的吸波机理、双复纤维在厘米波段和8mm波段的吸波性能的分析,以及双复纤维的应用。论文主要研究内容包括:(1)设计了CVD/微波加热法和CVD/电加热法两套装备,研究了纤维的镀膜情况,通过实验发现:当温度达到300摄氏度时,羰基铁开始分解,镀膜的厚度随着时间的增加而变厚。(2)对双复纤维的电磁参数和吸波性能进行了研究,相对于纯导电纤维,在厘米波段小于-5dB的带宽明显增加,有效带宽达到6.2GHz左右,提高了涂层的吸波性能;在30~40 GHz波段范围内时,反射率90%都小于-10 dB,而且整条曲线的吸收峰达到了-18.73 dB,涂层具有较好的吸波性能。(3)进行了双复纤维在8mm波段的应用研究。提出了涂层设计方案,通过该方法设计研制的隐身涂层具有优异的吸波性能,兼涂层薄(厚度控制在0.8mm),质量轻(面密度约为0.9kg/m2),频带宽(低于-10dB的带宽为整个带宽的90%以上),而且该涂层具有较高的力学性能和良好的环境适应能力等特点,故可作为一种新型的隐身涂层。(4)在实验的基础上还进行了模拟仿真,仿真数据和实验结果基本吻合,并讨论了产生偏差的因素。
本文通过实验验证了双复纤维在厘米和毫米波段具有较好的吸波性能,并进行了模拟仿真,本工作将为隐身材料设计得到更好的效果提供实验和理论指导。