摘 要

随着科学技术的迅速发展，越来越多的电子设备进入人们的日常生活，电磁污染日益严重。恶化的电磁环境不仅会干扰电子设备、仪器的正常工作，还会影响人类的健康。通过查阅文献资料了解到，单组分吸波填缝剂具有低密度和性能稳定等优点，广泛应用在隐身技术领域，所以开展该复合材料的研究具有重要意义。本课题以环氧树脂为基体、双氰胺/咪唑为潜伏性引发体系，设计C@Fe、白炭黑、环氧树脂配方，获得电磁性能稳定的单组分吸波填缝胶体系，研究复合组成、工艺、结构对电磁性能的影响。

本次课题研究中，使用了单层吸波性能模拟（final）对C@Fe/环氧树脂吸波材料的板厚和吸波带宽进行模拟，确定了样品的尺寸厚度和C@Fe的百分含量；使用Ansoft HFSS模拟软件对C@Fe/环氧树脂吸波材料的电磁波反射损耗进行模拟仿真。仿真结果表明，在C@Fe/环氧树脂体系中，随着碳包覆铁含量的增加，该型吸波材料对电磁波的的损耗吸收能力逐渐增强。

关键词：吸啵填缝剂 潜伏性 填缝胶 碳包覆铁

Abstract

With the rapid development of science and technology, more and more electronic equipment into people's daily life, electromagnetic pollution is increasingly serious. Deteriorating the electromagnetic environment will not only interfere with electronic equipment, equipment, normal work, but also affect human health. It is found that the one-component absorber has the advantages of low density and stable performance, and it is widely used in the field of stealth technology, so it is very important to carry out the research of composite materials. In this paper, the epoxy resin matrix, dicyandiamide / imidazole as latent initiation system, the design of C @Fe, silica, epoxy resin formulations, to obtain a stable electromagnetic performance of the one-component wave filling adhesive system, Composition, process, structure on the electromagnetic properties of the impact.

In this study, the thickness and the absorptive bandwidth of the C@Fe/epoxy absorber were simulated by single layer absorbing performance. The size and thickness of the sample were determined. And the electromagnetic wave reflection loss of C@Fe/epoxy absorber was simulated by Ansoft HFSS simulation software. The simulation results show that the absorption capacity of the absorbing material increases with the increase of carbon content in the C@Fe/epoxy resin system.

Key words: Suction bloth sealant Latent Sealing glue Carbon coated iron

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 i

第1章 绪论 1

1.1 吸波材料介绍 1

1.2 吸波复合材料吸波原理 1

1.2.1 材料吸波原理 1

1.2.1 材料损耗机理 1

1.3 吸波复合材料性能试方法 2

1.3.1 吸波材料电磁参数 2

1.3.2 电磁参数测试 2

1.3.3吸波材料反射率测试 2

1.4 吸波复合材料研究目的和意义 2

1.5 吸波材料的现状及其发展 3

1.6 吸波材料的工程应用 3

1.6.1 军事领域 3

1.6.2 微波暗室 4

1.6.3 民用领域 4

1.7 本章小结 4

第2章 实验过程与测试 5

2.1 原材料与设备 5

2.1.1 原材料 5

2.1.2 试验设备 6

2.2 碳包覆铁吸波材料样品设计 6

2.2.1 固化方法的确定 6

2.2.2 固化剂（双氰胺）和促进剂（咪唑）用量的确定 6

2.2.3 固化温度和固化时间的确定 7

2.2.3 样品厚度大小的确定 7

2.3 样品制作过程 7

2.3.1 研磨原材料 7

2.3.2 制样过程 8

2.3 样品数据测试 8

2.3.1 DSC测试 9

2.3.2 SEM测试 9

2.3.3 电磁参数测试 9

2.4 本章小结 10

第3章 实验数据与结果分析 11

3.1 DSC测试结果分析 11

3.2 SEM测试 11

3.3 电磁参数分析 12

3.3.1 μ、ε-频率变化曲线 12

3.3.2 C@Fe/环氧树脂复合材料反射率 15

3.4 本章小结 15

第4章 总结与展望 16

4.1总结 16

4.2 展望 16

参考文献 17

致谢 19

第1章 绪论

1.1 吸波材料介绍

有的吸波材料能够将外来的电磁波吸收，而有的吸波材料能够将外来的电磁波衰减，从而将电磁能转化成其他形式的能量。众所周知，现如今国际形势日益激烈，国与国之间的竞争无休无止，两个国家之间谁能保证自己的信息通讯安全谁就能在未来的战争中取得关键的胜利，因此吸波材料在未来的社会发展中有着至关重要的作用。吸波材料的品种繁杂，其吸波机理也有很大差异，所以目前对吸波材料有以下几种分类方法：按吸波机理不同分类^[1]，可分为吸波型和干涉型；按材料耗损机理不同分类，可分为电阻型( 导电损耗型) 、电介质型( 介电损耗型) 和磁介质型( 磁损耗型)^[2]。

1.2 吸波复合材料吸波原理

1.2.1 材料吸波原理

1.2.1.1吸收型

吸收型主要是材料本身对电磁波的损耗吸收，只有当电磁波进入到吸波材料内部之后并在材料内部能顺利传输时，电磁波才能在吸波材料内部进行吸收或者衰减。因此吸收型复合材料能够吸波的前提条件是电磁波能够进入材料内部并且进入材料内部之后能够顺利传输。

1.2.1.2 干涉型

干涉型是使用吸收涂层表面和底层的两行反射相干或相等的幅度相反相位的干涉偏移来设计吸收涂层。

1.2.1 材料损耗机理

一般来讲，吸波材料的损耗的机制可分为3类：电阻损耗、介电损耗和磁损耗。电阻损耗与材料电导率有关^[3]；介电损耗与电极化有关；而磁损耗与动态磁化过程有关。

1.2.1.1 电阻损耗

电磁波在材料里感应产生电流，电流在材料内部传输受阻而转化为内能。材料电导率越大，载流子引起的宏观电流越大，宏观电流主要有电场引起的电流和磁场引起的涡流，宏观电流变大的时候有利于电磁能转变为热能^[4]。

1.2.1.2 介电损耗

对于导电性低的材料，该材料在外部电场作用下不会形成宏观电流，但该材料会产生具有固有振动频率的各种电偶极子。当施加的电场的频率与材料中偶极子的固有频率相同时，材料的介电常数的虚部将达到峰值^[5]，即发生介电损耗。

1.2.1.3 磁损耗

磁性材料在磁化和抗磁化过程中的一部分能量发生不可逆转变成成热量，损失的能量称为磁损耗，形成磁损耗的方式是磁滞损耗^[6]，涡流损耗和残余损耗。

1.3 吸波复合材料性能试方法

1.3.1 吸波材料电磁参数

本次毕业设计中，所研究的吸波材料的电磁参数主要有介电常数和磁导率，其中介电常数和磁导率的复数形式如下：

ε =ε′ - jε″，μ=μ′ - jμ″