CN106671514B - 一种间断阻抗渐变结构吸波复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于与复合材料制造以及结构吸波材料领域，涉及一种间断阻抗渐变结构吸波复合材料。采用含透波层、低浓度电损耗层、透波层、高浓度电损耗层、透波层的五层间断阻抗渐变结构，所用的吸收剂为电损耗类吸收剂短切碳纤维，采用喷涂工艺将混合液喷涂到石英玻璃纤维布上，使短切碳纤维均匀分布。电损耗吸波复合材料采用阻抗渐变结构设计，能够实现阻抗匹配，有效拓宽吸收频带。短切碳纤维作为一种电损耗吸收剂，具有质量轻，损耗机理多元化，不增加吸波复合材料重量，具有较强的电磁波损耗能力。本发明设计和制造吸波复合材料在X、KU波段具有良好吸波能力。

Description

一种间断阻抗渐变结构吸波复合材料
技术领域：
本发明属于与复合材料制造以及结构吸波材料领域，涉及一种间断阻抗渐变结构吸波复合材料。
背景技术
吸波复合材料主要由吸收剂、树脂基体、增强纤维布组成。吸收剂主要包括电损耗类吸收剂和磁损耗类吸收剂。电损耗吸波材料的阻抗匹配问题很大程度上影响其吸波性能宽频化，采用阻抗渐变式梯度结构能有效解决这一问题。阻抗渐变结构包括连续阻抗渐变结构和间断阻抗渐变结构。人们曾经针对不同吸收剂采用了很多种阻抗渐变结构，但效果不是很明显。
发明内容
本发明的目的是提出一种宽频电损耗吸波复合材料的设计和制备方案。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：采用含透波层、低浓度电损耗层、透波层、高浓度电损耗层、透波层的五层间断阻抗渐变结构，所用的吸收剂为电损耗类吸收剂短切碳纤维，其制造方法为用长度3.5～4.5mm的T700型短切碳纤维为吸收剂，以比例0.03～0.04％分散在环氧树脂中形成混合液，采用喷涂工艺将混合液喷涂到石英玻璃纤维布上，使短切碳纤维均匀分布，低浓度电损耗层和高浓度电损耗层短切碳纤维浓度比为3～9:50～60，透波层、低浓度电损耗层、透波层、高浓度电损耗层、透波层厚度比为1～1.4：0.1～0.3:0.8～1.2：0.2～0.4:0.8～1.2，所用的纤维布层数为18～22，采用模压成型工艺，所形成的复合材料厚度3.8～4.2mm。
吸波复合材料树脂基体为改性环氧树脂H603，增强纤维布为石英玻璃纤维布，纤维布厚度为0.22mm。
所用的吸收剂为电损耗类吸收剂T700短切碳纤维，其长度为4mm，将短切碳纤维以0.03％分散在环氧树脂中。
所述的吸波复合材料结构为五层，其中两层电损耗层间隔，两层电损耗层短切碳纤维浓度比为3～9:50～60，透波层、低浓度电损耗层、透波层、高浓度电损耗层、透波层厚度比为1.2:0.2:1:0.4:1。
采用喷涂工艺使短切碳纤维均匀分布于每层玻璃纤维布上，所用的纤维布层数为18，采用模压成型工艺所形成的复合材料厚度3.8mm。
本发明技术方案的优点是：
1、电损耗吸波复合材料采用阻抗渐变结构设计，能够实现阻抗匹配，有效拓宽吸收频带。
2、短切碳纤维作为一种电损耗吸收剂，具有质量轻，损耗机理多元化，不增加吸波复合材料重量，具有较强的电磁波损耗能力。
3、本发明设计和制造吸波复合材料在X、KU波段具有良好吸波能力。
附图说明
图1吸波复合材料结构示意图
图2两层间断阻抗渐变结构反射率曲线
图3两层间断阻抗渐变结构反射率曲线
图4两层间断阻抗渐变结构反射率曲线
具体实施方式
以下将结合实例对本发明技术方案作进一步详述：
采用间断阻抗渐变结构1.2.3(见图1)，所用的吸收剂为电损耗类吸收剂短切碳纤维。其制造方法为用短切碳纤维为吸收剂，两层电损耗层短切碳纤维浓度比为3～9:50～60、厚度比为1:2，树脂基体为环氧树脂，增强纤维布为石英玻璃纤维布，采用喷涂工艺使短切碳纤维均匀分布于每层玻璃纤维布上。所用的纤维布层数为18～22，所形成的复合材料厚度3.8～4.2mm。
所述的吸收剂为电损耗类吸收剂短切碳纤维，长度4mm、型号T700
所述的复合材料层间结构为两层间断阻抗渐变结构，厚度比为8:1:8:2:8，两层短切碳纤维浓度比为3～9:50～60。
所述的复合材料树脂基体为环氧树脂，增强纤维布为石英纤维布。
实例1：
用4mm长度、T700型短切碳纤维为吸收剂，两层电损耗层短切碳纤维浓度比为3:50、厚度比为1:2，树脂基体为环氧树脂，增强纤维布为QW220F，采用喷涂工艺使短切碳纤维均匀分布于每层玻璃纤维布上。所用的纤维布层数为18，采用模压成型方式，所形成的复合材料厚度3.8mm。吸波复合材料结构示意图如图1，吸波性能曲线如图2。
实例2：
用4mm长度、T700型短切碳纤维为吸收剂，两层电损耗层短切碳纤维浓度比为9:50、厚度比为1:2，树脂基体为环氧树脂，增强纤维布为QW220F，采用喷涂工艺使短切碳纤维均匀分布于每层玻璃纤维布上。所用的纤维布层数为20，采用模压成型方式，所形成的复合材料厚度4.0mm。吸波复合材料结构示意图如图1，吸波性能曲线如图3。
实例3：
用4mm长度、T700型短切碳纤维为吸收剂，两层电损耗层短切碳纤维浓度比为3:60、厚度比为1:2，树脂基体为环氧树脂，增强纤维布为QW220F，采用喷涂工艺使短切碳纤维均匀分布于每层玻璃纤维布上。所用的纤维布层数为21，采用模压成型方式，所形成的复合材料厚度4.1mm。吸波复合材料结构示意图如图1，吸波性能曲线如图4。

Claims (5)

1.一种阻抗渐变结构吸波复合材料，其特征在于：采用含透波层、低浓度电损耗层、透波层、高浓度电损耗层、透波层的五层间断阻抗渐变结构，所用的吸收剂为电损耗类吸收剂短切碳纤维，其制造方法为用长度3.5～4.5mm的短切碳纤维为吸收剂，以比例0.03～0.04％分散在环氧树脂中形成混合液，采用喷涂工艺将混合液喷涂到石英玻璃纤维布上，使短切碳纤维均匀分布，低浓度电损耗层和高浓度电损耗层短切碳纤维浓度比为3～9:50～60，透波层、低浓度电损耗层、透波层、高浓度电损耗层、透波层厚度比为1～1.4：0.1～0.3:0.8～1.2：0.2～0.4:0.8～1.2，所用的纤维布层数为18～22，采用模压成型工艺，所形成的复合材料厚度3.8～4.2mm。
2.根据权利要求1所述的一种阻抗渐变结构吸波复合材料，其特征在于：吸波复合材料树脂基体为改性环氧树脂H603，增强纤维布为石英玻璃纤维布，纤维布厚度为0.22mm。
3.根据权利要求1所述的一种阻抗渐变结构吸波复合材料，其特征在于：所用的吸收剂为电损耗类吸收剂T700短切碳纤维，其长度为4mm，将短切碳纤维以0.03％分散在环氧树脂中。
4.根据权利要求1所述的一种阻抗渐变结构吸波复合材料，其特征在于：所述的吸波复合材料结构为五层，其中两层电损耗层间隔，两层电损耗层短切碳纤维浓度比为3～9:50～60，透波层、低浓度电损耗层、透波层、高浓度电损耗层、透波层厚度比为1.2:0.2:1:0.4:1。
5.根据权利要求1所述的一种阻抗渐变结构吸波复合材料，其特征在于：采用喷涂工艺使短切碳纤维均匀分布于每层玻璃纤维布上，所用的纤维布层数为18，采用模压成型工艺所形成的复合材料厚度3.8mm。
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