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《水泥基復(fù)合吸波材料》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、博士學(xué)位論文摘要早在20世紀30年代,國外就開始了雷達吸波材料的研究與應(yīng)用,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,一些成果已應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。這些吸波材料主要是做成涂層材料和結(jié)構(gòu)型材料后用于運動軍事目標,而應(yīng)用于地面固定軍事目標(如機場、掩體、指揮所等)的結(jié)構(gòu)型吸波材料的研究卻鮮見報道,僅有少量的關(guān)于水泥基電磁屏蔽材料的研究報道。而水泥是用來制作地面固定軍事目標和軍事設(shè)施的主要建筑材料,為提高這些地面軍事目標干擾雷達探測的能力,開展水泥基復(fù)合吸波材料的研究將具有重要的軍事意義與學(xué)術(shù)價值。此外,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,電磁輻射污染已成為繼大氣
2、污染、水污染和噪音污染之后的第四污染源,對人類的身體健康帶來嚴重威脅。針對民用建筑物對電磁波的防護要求,采用水泥基復(fù)合吸波材料是解決電磁波輻射危害的一種有效途徑之一。因此,研究水泥基復(fù)合吸波材料在軍事和民用方面都具有非常重要的意義。水泥基復(fù)合吸波材料的設(shè)計原理與普通吸波材料一致,即吸波劑本身的性能在很大程度上決定著水泥基復(fù)合材料的吸波性能好壞。通過對已探明具有吸波功能的羰基鐵粉、鐵氧體及部分納米材料、碳纖維等吸波劑在水泥基材料中的應(yīng)用研究,探討了這些吸波劑與水泥組分的相容性和水泥基復(fù)合材料吸波性能優(yōu)劣的原因,發(fā)現(xiàn)納
3、米Ti02、鐵氧體等吸波劑與水泥組分具有很好的相容性,且在8—18GHz頻率范圍內(nèi)具有較好的吸波性能。分別研究了納米Ti02和鐵氧體吸波劑在水泥中的分散工藝、吸波劑摻量、試樣厚度、膠凝材料品種等因素對水泥基復(fù)合材料的吸波性能影響,研究了水泥摻雜納米Ti02復(fù)合吸波材料和水泥摻雜鐵氧體復(fù)合吸波材料的力學(xué)性能:分別研究了水泥摻雜納米Ti02復(fù)合吸波材料在2~18GHz(S、C、X和KU)與18-26.5GHz(K波段)波段和水泥摻雜鐵氧體復(fù)合吸波材料在8~18GHz(X和KU)波段的吸波兼容性能及其長期吸波性能。結(jié)果表
4、明:摻5%納米Ti02的水泥基復(fù)合吸波材料的晟小反射率為一16.26dB,反射率小于一10dB的連續(xù)帶寬達4.5GHz,反射率小于一5dB的連續(xù)帶寬達到21.1GHz,在X、KU和K三個波段具有較好的吸波兼容性能,且長期吸波性能穩(wěn)定;該復(fù)合吸波材料的28d抗折和摘要抗壓強度分別比水泥凈漿提高了12.6%和19.1%。摻35%JHl0鐵氧體的水泥基復(fù)合吸波材料的最小反射率為一9.13dB,反射率小于一5dB的連續(xù)帶寬覆蓋整個8~18GHz頻段,在x和KU二個波段具有較好的吸波兼容性能,且長期吸波性能穩(wěn)定;但該復(fù)合吸波
5、材料的28d抗折和抗壓強度比水泥凈漿強度下降近50%一通過納米Ti02和普通Ti02物理性能對比及摻有納米Tj02和普通Ti02水泥基復(fù)合材料的吸波性能與電磁參數(shù)的比較,提出納米Ti02與水泥復(fù)合吸波材料的吸波機理主要是因為納米Ti02對電磁波的透過率比普通H02強得多,大大減小了電磁波的反射,而且它的表面積比普通Ti02大4個數(shù)量級,活性增強,加劇了原子和電子的運動,促使磁化、極化和傳導(dǎo)運動,使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能;同時納米Ti02的摻入,改善了水泥基復(fù)合材料的電磁參數(shù)匹配特性,加之納米材料的量子尺寸效應(yīng)使納米Ti0
6、2粒子的電子能級發(fā)生分裂,其分裂的能級間隔正好處于電磁波的能量范圍(10五eV~10~eV),從而導(dǎo)致新的吸波通道,提高了納米Ti02與水泥復(fù)合材料的吸波性能。對兩元復(fù)合吸波劑的制備及其吸波性能和水泥基雙層吸波材料做了一些探索性的研究工作,發(fā)現(xiàn)磁性鐵氧體與電阻損耗型的石墨材料復(fù)合制成的單層水泥基復(fù)合材料和用這兩種吸波劑制成的雙層水泥基復(fù)合材料的吸波性能相對較好,分析了在制備復(fù)合吸波劑和水泥基雙層吸波材料時存在的問題,提出了今后在這方面的研究方向。關(guān)鍵詞:吸波劑水泥基復(fù)合吸波材料吸波性能力學(xué)性能機理博士學(xué)位論文ABS
7、TRACTTheresearchandapplicationofradarabsorbingmaterialshavebeencarriedoutsincethirtiesofthetwenty-century.Someoftheachievementshavebeenappliedinmilitarysincethen.Absorbingmaterialsaremostlybeenusedinmotionmilitarytargetsascoatingmaterialsorstructurematerials.T
8、herearefewreportsonthestructuretypematerialsofthefixedtargets,suchasaerodrome,martialblindageandmilitarycommandpostandaliRlethecement-basedaselectromagneticshieldingmaterials.Itwou