论文部分内容阅读
本论文首次对发泡型聚苯乙烯(EPS)颗粒填充普通硅酸盐水泥所得水泥基复合材料和二氧化锰/石英复合材料的吸波性能进行了研究。 通过对EPS小球进行表面处理增强其与水泥砂浆混合时的亲和性和均匀性,分别制备了不同厚度、不同填充率的EPS水泥试样,在微波暗室中测量了其吸波性能。通过分析水泥在水合过程中的介电性能变化以及EPS水泥内部的宏观结构来研究其微波损耗机理,分析了匹配厚度、最佳填充率的选择,并对EPS直径对吸波性能的影响进行了对比分析。结果显示:平板型EPS水泥具有较好的吸波性能。EPS水泥对电磁波的损耗主要依靠水泥中化学成分、矿物质的介电损耗以及多孔结构的谐振作用。匹配厚度与EPS的填充率和直径大小有关;最佳填充率的选择主要与EPS直径大小有关;EPS填充率≥60%时,其直径大小也会对试样(相同EPS填充率)的吸波性能产生影响。2～18GHz内,EPS填充率60%、直径2mm、厚度20mm的试样工作带宽达6GHz,EPS填充率50%、直径4mm、厚度30mm的试样工作带宽达7GHz。 通过XRD、TEM手段分析了活性二氧化锰的成分和颗粒形貌,用同轴法测量了其复介电常数和复磁导率,并在2～18GHz内对其电磁性能进行了分析。以PVA为粘结剂,以石英为基体制备了二氧化锰/石英复合吸波材料,在2～18GHz内考察了二氧化锰体积含量分别为10%、20%、30%、40%、50%五种试样的吸波性能。利用计算机辅助对二氧化锰/石英混合物的复电磁参数和吸波性能进行了计算和预测。结果显示:二氧化锰属于介电损耗型吸波剂;二氧化锰/石英复合材料在低频具有较好的吸波性能,且其最佳吸波性能在2～18GHz内具有频率选择性,随着二氧化锰体积含量的增加,吸收峰值逐渐向低频移动。2～8GHz内,二氧化锰/石英复合材料在二氧化锰的体积含量为30%～40%时具有较好的吸波性能;8～18GHz内,二氧化锰/石英复合材料在二氧化锰的体积含量为20%～30%具有较好的吸波性能。二氧化锰的体积含量在20%～40%之间时,二氧化锰/石英复合材料的等效电磁参数可引用Rayleigh混合公式的扩展式近似计算得到。