高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料雷達(dá)波吸收性能研究.pdf

1、雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，促使軍事領(lǐng)域?qū)Ω哔|(zhì)、寬頻且低成本的雷達(dá)吸波材料的需求不斷增加。軍事掩體、公路、大橋等建筑為重點(diǎn)的軍事防護(hù)對(duì)象，采用高強(qiáng)、價(jià)格低廉的水泥基復(fù)合吸波材料，使上述建筑對(duì)雷達(dá)隱身，對(duì)軍事防護(hù)工程具有重要意義。為此，本文從材料的電磁性能、微觀結(jié)構(gòu)、理論計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面開展了對(duì)高強(qiáng)水泥基復(fù)合吸波材料的研究。
　　針對(duì)目前水泥基復(fù)合吸波材料強(qiáng)度較低的情況，本文首先研制了剔除粗骨料的高強(qiáng)水泥基材料。以緊密堆積理論計(jì)算為基礎(chǔ)

2、，結(jié)合力學(xué)性能試驗(yàn)，確定高強(qiáng)水泥基材料的基本配合比并成型試件。采用四電極法測(cè)量試件電阻率，得到該材料導(dǎo)電性屬于半導(dǎo)體的范圍。為掌握該水泥基材料對(duì)雷達(dá)波反射率的基本規(guī)律，分別研究了不同水膠比、厚度對(duì)試件的雷達(dá)波（2~18GHz）反射率的影響。結(jié)果得到：水膠比改變，對(duì)材料雷達(dá)波反射率的影響不大；厚度增加，材料雷達(dá)波反射率降低。為更深入了解水泥基材料吸波原理，根據(jù)水泥基材料的電磁參數(shù)，采用單層吸波材料雷達(dá)波反射率公式，模擬不同厚度水泥基材料的

3、吸波性能并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比。
　　采用電損耗吸波材料（如超細(xì)鋼纖維、石墨）和磁損耗吸波材料（如鐵氧體）分別與水泥基材復(fù)合，研究各種吸波材料的摻量和厚度對(duì)水泥基復(fù)合材料雷達(dá)波吸收性能的影響。試驗(yàn)表明：電損耗吸波材料有利于提高水泥基材高頻段吸波性能，磁損耗材料有利于改善水泥基材料低頻段吸波性能，但水泥基復(fù)合材料存在厚度和阻抗相匹配的問題。為進(jìn)一步明確水泥基復(fù)合材料的吸波機(jī)理，通過預(yù)設(shè)水泥基復(fù)合材料在 S~Ku（2~18GHz）的全頻段

4、內(nèi)吸波值，進(jìn)行優(yōu)化水泥基復(fù)合材料電磁參數(shù)的計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明：吸波值越大，復(fù)合材料的介電常數(shù)的虛部值與磁導(dǎo)率虛部值應(yīng)越大，且電損耗角正切值與磁損耗角正切值越接近。
　　通過分析諧振材料的吸波原理，選取適合摻入水泥基材，具有孔穴、空腔結(jié)構(gòu)的沸石粉、粉煤灰漂珠及閉孔珍珠巖（?；⒅椋┳鳛橹C振材料與水泥基材復(fù)合，研究復(fù)合材料的雷達(dá)波吸收規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，采用石墨、鐵氧體分別與漂珠、珍珠巖以混摻和表面涂掛的方式復(fù)合，比較兩種方法對(duì)水泥基材

5、料吸波性能的改善效果。結(jié)果得到：鐵氧體涂掛珍珠巖的復(fù)合方式在 S~Ku（2~18GHz）內(nèi)均提高了水泥基復(fù)合材料的吸波性能，且-8dB的頻段寬達(dá)14GHz。微觀結(jié)構(gòu)研究表明閉孔珍珠巖是連續(xù)釉化面與特殊蜂窩結(jié)構(gòu)的相間分布的類球型顆粒、內(nèi)部含有大量空腔。與吸波材料涂掛復(fù)合時(shí)，吸波材料在珍珠巖表面及空腔內(nèi)均勻分散，形成了性能良好的諧振吸波體。該諧振體與水泥基材料復(fù)合，可有效的拓寬水泥基材料的吸波帶寬。
　　綜合上述研究，本文最后設(shè)計(jì)不同