军事工程吸波隔热兼容性隐身材料研究——电磁参数研究

通过对雷达波与材料的相互作用机理进行研究，得出隐身材料吸波性能取决于两个因素：电磁波阻抗匹配和电磁损耗。为此，对该无机非金属多孔泡沫隔热吸波兼容材料的结构电磁特性、频率特性和影响因素进行了分析研究，研究结果表明：无机泡沫吸波材料有比其同质粉末压片更大的电磁损耗，这种差异来自于三维网络结构产生的本征损耗：无机泡沫吸波材料具有更好的宽频带电磁损耗特性；无机泡沫吸波材料结构对材料电损耗的增加远大于磁损耗的增加．属电损型介质。     

石墨烯超材料吸波结构3D打印

石墨烯增强树脂基复合材料密度低,具有优良的电磁波吸收性能,是极具应用前景的雷达隐身吸波材料,传统的石墨烯吸波复合材料制备工艺复杂,难以灵活制备复杂结构。超材料作为一种人工电磁介质,以材料自身电磁特性为基础,通过单胞结构设计,可实现高性能超材料微波吸收结构(MetaMaterial Absorber,MMA)的设计,利用3D打印技术复杂结构零件快速成型的优势,可实现树脂基MMA功能结构一体化制造。综述了石墨烯增强树脂基复合材料、3D打印超材料吸波性能的研究进展,提出一种基于木堆结构的3D打印石墨烯增强聚乳酸复合材料梯度超材料吸波结构,该结构在4.5～40GHz频段内,具有35.5GHz的超宽频带微波吸收性能(反射损耗低于–10dB)。     

前沿碳系/铁氧体复合材料的吸波性能研究

采用雷达吸波材料(RAM)是提高飞机隐身性能的一种有效方法。介绍了RAM的吸波机理,简述了膨胀石墨酚醛树脂、石墨烯碳纳米管复合材料、陶瓷基多层纳米碳管复合材料、手性聚苯胺钡铁氧体复合材料、聚苯胺纳米镍铁氧体复合材料的制备方法,并分别比较分析了各个材料的吸波性能。纳米碳系吸波复合材料具有对X波段电磁波吸收作用强、质量轻、耐环境腐蚀的特点。聚苯胺陶瓷基复合材料具有热稳定性强、耐氧化和腐蚀的特点,其突出优势是在高温下,还能保持很高的吸波性能和机械性能。铁氧体复合材料具有电磁性能强、硬度高、化学稳定性高等特点,并且适用于X波段外电磁波的吸收,吸波范围广。     

低浓度磁性纤维对吸波结构隐身材料电性能影响研究

吸波结构隐身材料电性能提升与其内部的吸波成分关系密切,研究发现,磁性纤维具有形状各向异性及良好电磁性能,与吸波结构隐身材料结合可形成具有一定吸波能力及力学性能的吸波结构隐身材料。雷达吸波材料性能主要依赖于其中的雷达波吸收剂损耗特性。首先利用成熟的CST仿真软件针对磁性纤维与雷达波相互作用开展了仿真研究,验证了磁性纤维散射具有显著效应。通过等效电路模拟及电磁理论分析,完成了低浓度磁性纤维吸波结构隐身材料的电磁参数数学模型的建立及验证。同时完成了纤维参数对材料电性能的影响研究,获得了其磁性纤维参数的影响规律:纤维线度(直径、长径比)首先影响极化因子,从而影响等效介电常数;当极化因子小到一定程度后,其等效介电常数变化趋于平坦;纤维线度、电导率、浓度最终影响吸波结构隐身材料的吸波性能。     

飞行器隐身结构材料优化设计与分析

在飞行器隐身结构材料研究中,为达到宽、轻、薄等设计指标要求,通常需要对隐身结构材料进行有效的优化设计。本文基于一种电磁损耗型吸波结构材料的电磁参数的测量值,给出了反射系数与入射波频率和各层厚度、电磁参数的函数关系,构造了多目标优化函数,并用计算机模拟的方法对各层的厚度和整体材料的吸波性能进行了优化。     

基于石墨烯的吸波材料应用研究

吸波材料是目前民用电磁防护和武器装备隐身的研究重点和热点。石墨烯作为一种新型的"超级材料",由于其独特的性能引起了吸波材料领域研究者的关注。石墨烯不仅拥有优异的理化性能,对于材料吸波机理产生的影响也是显著的。本文综述了国内外关于石墨烯吸波材料的最新研究,并展望了多元体系的石墨烯吸波材料的发展方向。     

碳化硅陶瓷基复合材料的自愈合及结构吸波一体化研究进展

为满足高推重比航空发动机在长时热力氧化环境下的使用需求和航空发动机关键热结构部件的隐身需求,碳化硅陶瓷基复合材料正朝着自愈合抗氧化、兼具承载和吸波性能的结构吸波一体化发展。本文分别介绍了碳化硅陶瓷基复合材料在强韧化、自愈合抗氧化、电磁波吸收三方面的设计原则,综述了在这三方面的研究现状。一种材料同时具有高强度高韧性、自愈合抗氧化和吸收电磁波三方面的性质将是结构功能一体化CMC-SiC未来发展的大趋势。     

耐高温吸波材料的研究进展

耐高温雷达隐身材料对提高武器装备的生存能力具有重要意义和实际应用价值。本文总结了耐高温吸波材料的研究进展,详细论述了SiC基无氧陶瓷材料、三元层状化合物、碳材料和金属氧化物高温吸波剂的研究现状,主要介绍了电子结构调控、掺杂、多层结构设计和多孔结构设计等提高材料吸波性能的方法与机制,指出了现阶段高温吸波材料研究中存在高温氧化和变温吸波特性不明晰的问题。最后,展望了耐高温吸波材料应用化和智能化的研究趋势。     

单层均匀吸波材料电磁参数的匹配研究

用Steffensen加速法求出了单层均匀吸波材料对入射电磁波无限吸收时电磁参数所需满足的必要条件及其边界曲线 ,同时 ,通过数值模拟得到了吸波材料无限吸收时电磁参数边界曲线的数值模拟等式和有限吸收时宽带吸波材料电磁参数的匹配规律和频散特性     

用于航空电磁防护和智能隐身的光学透明柔性宽带吸波器的试验研究

本文设计了一种可用于航空器电磁防护和智能隐身的光学透明的宽带超材料柔性吸波器。该吸波器采用三明治结构,使用透明导电材料氧化铟锡(ITO)代替金属作为顶层表面谐振结构和底层铺地所用材料,透明柔性材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为介质层,可以在2.0～5.2GHz内达到85%以上的吸收率。试验测试吸收谱结果与仿真结果相符合。同时,HFSS软件仿真结果显示该吸波器对极化角度不敏感,且入射角度低于30°时,吸收率变化很小,在实际应用中有很好的灵活性。该透明柔性宽带微波吸波器精确覆盖了常用的WiFi频段,可有效减小移动电子设备等常见干扰源对飞机造成的电磁干扰。     

多层结构设计在吸波材料中的应用

简述了多层结构吸波材料设计的理论模型、设计原则及优化设计方法,从吸收剂材料的电磁特性方面总结了多层结构吸波材料的特点,详细论述了多层结构设计对吸波材料性能的影响,最后提出了多层吸波材料的技术难点和发展趋势。     

高熵陶瓷:吸波材料设计新策略北大核心CSCD

微波技术的进步促进了电磁防护技术的发展。吸波材料可以将过剩的电磁辐射以热量形式耗散,因此受到了广泛关注。面对复杂的电磁环境,寻找在1~18 GHz频段内兼具强吸收和宽频吸收性能的吸波材料具有重要意义。目前,吸波材料的设计方法主要包括制备纳米复相材料和掺杂改性。通过将介电损耗型和磁损耗型的材料在纳米尺度复合可以实现两种损耗机制的耦合,但制备工艺复杂、纳米填料分散性难以精确控制、高温热稳定性及抗氧化性差等问题是制约纳米复相材料应用的主要因素。超高温陶瓷具有高温热稳定性及抗氧化性好等优点,但阻抗匹配差使其难以作为吸波材料应用。通过设计和制备含有磁性组元的高熵陶瓷可以使超高温陶瓷材料兼具宽频吸收和强吸收的高效吸波性能。采用高熵设计方法可以同时调节导电性和增强磁损耗能力,为导电性良好的介电型吸波材料提供了调控阻抗匹配的新思路。     

翼面隐身结构电磁散射特性稳健优化设计研究

隐身结构是指由蒙皮和多种内部材料组成的、能满足承载要求、并具有明显降低雷达散射截面(RCS)的结构.阐述了一种典型的翼面隐身结构方案.为了进一步挖掘该隐身结构减缩RCS的潜力和考虑到实际情况中作为设计变量的吸波材料、玻璃钢电磁参数以及内部几何形状会有一定偏差,应用基于代理模型的优化策略,对其进行电磁散射特性稳健优化设计.研究结果表明,经过优化设计后,能显著降低翼面隐身结构RCS及其对设计变量的敏感性.     

多谱兼容隐身材料研究（下）——降温吸波多谱兼容隐身涂层设计与实验验证

本文对以防护工程为应用背景的降温与吸波兼容型隐身材料进行了物理结构模型设计和制备，对其多谱隐身性能进行了验证实验研究。研究结果表明，采用热反射隔热降温与吸波兼容的机理制备的涂层，可以满足防护工程固定目标的伪装使用。     

雷达波吸波涂层理想电磁参数的计算机模拟分析

目前吸波涂层计算机模拟分析多是从现有材料出发,研究厚度、排布次序等参数对于涂层吸波性能的影响.本文介绍了一种通过预先设定雷达吸波涂层的厚度、反射率等多个参数,反推得到一定入射频率下达到预定反射率所需理想电磁参数区域的研究方法,并通过实验进行了验证.结果表明这种分析方法能够较好的预测吸波剂在不同频段的吸波性能并明确指出吸波剂的改性方向,对于吸波涂层的设计具有重要的作用和意义.     

飞行器表面电磁缺陷及雷达吸波材料应用

从飞行器表面电磁特性和电磁缺陷分析入手,就如何使用雷达吸波材料进行了探讨,提出了采用雷达吸波材料或特种良导电材料,针对电磁缺陷进行修复的雷达吸波材料应用思路。该方法可减少雷达吸波材料的使用量,从而减轻飞行器重量,提高其性能,降低成本,改善维修性。并进行了试验验证。     

航空类新型高温雷达吸波材料研究进展

受使用条件及环境因素的制约,航空用雷达吸波材料具有更为严格的使用温度要求.传统高温雷达吸波材料由于存在吸收频段窄、低频吸收性能差、抗氧化性能不佳等缺点,使用受到限制.本文综述了近年来研究较多的新型高温雷达吸波材料的研究现状,包括ZnO及其复合材料、Ti3 SiC2及其复合材料等,总结了现阶段高温雷达吸波材料研究中面临的问题,并对高温雷达吸波材料的发展方向进行了展望.     

雷达吸波涂料研究进展

雷达吸波涂料是飞机隐身技术的关键材料之一。本文介绍了国内外新型吸波涂料研制进展情况，包括高磁导率材料、手征煤质、金属纤维、功能高聚物及智能隐身材料等。     

纳米复合隐身材料的研究进展

综述了国内外目前用于隐身技术的各种吸波材料，重点介绍了纳米复合隐身材料的结构、特性、分类、隐身机理和制备方法，并指出了隐身材料的发展趋势。     

多谱兼容隐身材料研究（上）——降温吸波多谱兼容隐身涂料的可能性模型

隐身材料是实现目标隐身的重要途径。随着侦察技术的多频谱（可见光、红外和雷达等多种侦察谱段）化，隐身技术和隐身材料的研究必须满足多谱要求。本文通过对单层涂料与电磁波相互作用分析，建立雷达波吸收模型，预测达到目标吸波技术指标所需要选择的材料的范围；利用能量守恒原理，通过在该层涂料上建立太阳加热后涂料与目标周围环境动态热平衡模型方法，预测降温效果，为材料研制选择技术参数指明方向。通过上述雷达波吸收和热红外降温模型的建立和求解分析，预测单一涂料对地面目标雷达与红外兼容隐身，通过材料参数调整和设计是可能的，为兼容性多谱隐身材料的研制指明的方向。