水漆基吸波涂層的設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、隨著電磁波技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁波帶來的負(fù)面影響逐漸顯露出來，吸波涂層因能有效吸收電磁波也得到了較快發(fā)展。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以優(yōu)化電磁波在吸波涂層中的傳播路徑，提高普通吸波涂層的吸收性能，因此得到了廣泛研究。本文在討論了普通吸波涂層的基礎(chǔ)上，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了非連續(xù)吸波涂層，并對(duì)其吸收性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。
　　本文使用掃描電子顯微鏡(SEM)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)等儀器進(jìn)行測(cè)試。對(duì)羰基鐵(CIP)

2、和鐵硅鋁(FSA)微粉的微觀形貌和電磁特性進(jìn)行了表征，分析了其損耗機(jī)理。制備了以鋁材(Al)為基板，水漆為基體的吸波涂層，研究了吸收劑種類、含量以及涂層厚度對(duì)涂層吸收性能的影響。同時(shí)對(duì)普通吸波涂層進(jìn)行了非連續(xù)處理，對(duì)比了連續(xù)結(jié)構(gòu)與非連續(xù)結(jié)構(gòu)吸波涂層的吸收性能，討論了吸收劑含量、涂層厚度以及非連續(xù)體單元大小對(duì)非連續(xù)吸波涂層吸收性能的影響。研究結(jié)果表明:
　　羰基鐵和鐵硅鋁微粉均為軟磁材料，屬于微米級(jí)磁損耗吸波劑。在GHz頻率范圍內(nèi)，

3、主要依靠渦流損耗和自然共振損耗電磁波。吸收劑的種類奠定了涂層吸收性能的基礎(chǔ)。分別以兩者為吸收劑制備的Al基板吸波涂層，其吸收峰位隨著吸收劑含量或涂層厚度的增加而逐漸向低頻區(qū)域移動(dòng)。涂層的吸收性能會(huì)隨著吸收劑含量的增加先增大后逐漸降低;厚度對(duì)涂層的吸收性能也有類似的變化趨勢(shì)，涂層的吸收性能會(huì)隨著涂層厚度的增加先增加后趨于穩(wěn)定。對(duì)于連續(xù)吸波涂層，以厚度為1.5mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.1％的羰基鐵/水漆吸波涂層在11.2GHz處達(dá)到的-16.6

4、dB的吸收峰值，有效吸收頻寬(＜-10dB)達(dá)5.6GHz。
　　非連續(xù)處理可以將吸收峰值向高頻區(qū)域移動(dòng)，同時(shí)有效增強(qiáng)高吸收劑含量涂層的吸收性能。對(duì)于厚度為1.5mm，羰基鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3％的羰基鐵/水漆涂層，經(jīng)過5mm×5mm非連續(xù)處理后的涂層，其吸收峰值由6.5GHz處的-12.5dB提高到8.8GHz處的-31.2dB，反射損耗優(yōu)于-10dB的頻寬也由1.7GHz拓寬到4GHz。
　　吸收劑含量、非連續(xù)結(jié)構(gòu)單元大小

5、明顯影響非連續(xù)涂層性能的發(fā)揮。吸收劑含量越高，其所要求的非連續(xù)單元也越小，非連續(xù)處理后的性能提高也越明顯。對(duì)于厚度為2.0mm，羰基鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的羰基鐵/水漆吸波涂層，當(dāng)非連續(xù)單元細(xì)化到2mm×2mm時(shí)，非連續(xù)結(jié)構(gòu)的功能才得到有效發(fā)揮出來，涂層的吸收峰值由3.6GHz處的-5.2dB提高到10.6GHz處的-17.6dB。反射損耗優(yōu)于-10dB的頻寬達(dá)7.7GHz。
　　非連續(xù)處理能有效改善涂層的阻抗特性。由傳輸線理論計(jì)算可