SiC气凝胶吸波材料的制备及性能研究

发布时间：2021-02-27 18:16

　　雷达波吸收材料是提高武器装备战场生存能力的关键技术,“薄、轻、宽、强”成为该材料不断追求的目标。其中SiC基陶瓷是当前耐高温吸波材料的研究热点。若将其制成气凝胶,则不仅具有轻质、耐高温和吸波的特点,还能发挥隔热功能。而相关研究仍处于起步阶段。本文基于溶胶凝胶并结合碳热还原制备SiC气凝胶,首次通过常压干燥制备了SiC气凝胶块体,并对其吸波与隔热性能进行了研究。系统研究了常压干燥工艺、反应物浓度、硅源中APTES比例、碳源硅源配比以及碳化与碳热还原工艺等因素对气凝胶物相与组织的影响规律。结果表明,随着制备工艺的优化、反应物浓度的降低、APTES比例的增加以及硅源含量的增加,SiC气凝胶的密度降低、比表面积提高。确定最佳制备工艺体系,获得具有低密度0.49 g/cm3,高比表面积484.7 m2/g,高孔隙率87.5%的SiC气凝胶块体。以石蜡作为透波基体搭载SiC气凝胶粉体,研究了SiC粉体含量与成分对复合材料电磁性能与吸波性能的影响规律。随着粉体含量的增加,复合材料的介电实部与虚部均增加,损耗能力增强,但阻抗匹配程度下降。在相同的粉体含量下,随着气凝胶中SiC晶相的增加,材料的损耗能力... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

隐身飞机与进气口部位

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-2-胶作为块体应用时，不仅具有吸波性能，还能满足特殊部件的隔热要求，实现构件的吸波/隔热一体化。而对于SiC气凝胶及其复合材料的研究仍处于起步阶段，实现制备并系统研究SiC气凝胶的隔热性能和吸波性能，具有重要的理论研究价值及广阔的应用前景。1.2吸波材料的原理与设计准则根据Maxwell方程，电磁波是由同向且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁常波动的电磁场在遇到材料时发生一定的变化，导致材料的带电粒子受到电磁场力的作用而改变分布形态，从宏观上表现出物质的极化、磁化与传导响应，分别由材料的介电常数ε、磁导率μ以及电导率σ表示。三种响应在材料中同时表现，但由于材料体系不同存在大小强弱差异。而物质的变化对于空间电磁场同样产生影响，如图1-2所示，宏观表现为电磁波在材料表面的反射，透射与吸收。吸波材料的概念也因此诞生，将能吸收投射到其表面的电磁波能量，减少电磁波的反射与透过，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其它形式能量的一类材料称为吸波材料[9-10]。图1-2电磁波与材料作用示意图吸波材料的设计与性能优化应遵循两大原则[13-14]。其一为匹配特性，从减少反射的角度出发，希望电磁波在入射材料表面时，能最大限度进入材料内部；其二为衰减特性，从能量守恒的角度考虑，希望进入材料内部的电磁波通过与材料的相互作用，发生尽可能多的能量衰减。良好的阻抗匹配是吸波材料设计需要优先满足的条件，这已经成为吸波材料研究领域的共识。关于匹配特性的实现，当电磁波由阻抗为0的空间入射到输入阻抗为的材料表面时，反射系数R与二者阻抗的关系如式（1-1）所示。

镍微粉的(a)XRD图

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]SiCf/SiC高温结构吸波复合材料的制备及性能研究[D]. 穆阳.西北工业大学 2016



本文编号：3054615