论文部分内容阅读
微波隐身材料在军事领域有着广泛的应用,已经成为各国军事装备隐身领域的研究热点。本文首先运用FeCl3的路易斯酸特性和弱氧化性,以过硫酸铵APS做主氧化剂,采用化学氧化聚合法合成了电导率可控和环境稳定性良好的聚苯胺(PANI)和聚毗咯(PPY)。通过SEM、EDS和XRD表征了两种导电聚合物的形貌、组成和结构,运用四探针电导率测试仪测试了随着初始FeCl3的变化,合成的PANI和PPY的电导率变化规律,同时还研究PANI和PPY的电导率在常温下的稳定性,最终选择摩尔比为n(An):n(FeCl3)=1.0.6 和 n(Py):n(FeCl3)=1:0.4作为合成后续复合材料中的PANI和PPY的固定比例。其次,采用聚丙烯酰胺溶胶凝胶法制备了片状LaCrO3和NiFe2O4粉体,通过前驱体TG-DTA和煅烧温度的变化的研究,探讨了最佳的成晶温度。通过矢量网络分析仪探究了材料的复介电常数和复磁导率在厘米波段的变化,并模拟了其厘米波段吸波性能,但两者的效果均不佳,其中LaCrO3和NiFe2O4在涂层厚度低于6 mm以下的最佳反射损耗分别为-4.2 dB(5.5 mm)和-2.3 dB(5.5 mm)。此外我们还对样品涂板制样测试各自毫米波段,特别是94 GHz处的微波响应情况,从中发现LaCrO3和NiFe2O4对此频点处的反射率较高。然后,我们先用硅烷偶联剂改性LaCrO3 (GLCO)和NiFe2O4 (GNFO),之后采用原位乳液氧化法合成了不同复合比的GLCO/PANI、GLCO/PPY、GNFO/PANI和GNFO/PPY。通过SEM、TEM和XRD分别观察了其形貌和结构,利用TG分析得出了其热行为变化规律及复合粉体的复合比例。通过矢量网络分析仪模拟其在厘米波段的微波隐身性能,从中发现,n(GLCO):n(An)为1:3时合成的GLCO/PANI在较薄的涂层厚度下(5.5 mm以下)的厘米波段最大反射损耗为-16.5 dB,有效带宽为5.4 GHz;而当n(GLCO):n(Py)=1:1或1:2的时候,各自合成的GLCO/PPY在不同厚度下(5.5 mm以下)均有小于-10 dB的反射损耗值,但其最大损耗出现的位置不同。GNFO与An的摩尔比为1:0.5、1:1及1:2时合成的GNFO/PANI的最大反射损耗在不断的增加,但却并未达到-10 dB以下。当初始比例为1:3的GNFO/PANI在同等厚度下已有达到-10 dB的反射损耗,且有效带宽最大的涂层厚度为4 mm;当初始比例为1:0.5的GNFO/PPY在不同涂层厚度下对5-18GHz都有一定的反射损耗,而GNFO和Py的比例为1:1时合成的GNFO/PPY样品的最大反射损耗为-42 dB(3.5 mm,8GHz),有效带宽为3.3 GHz。若GNFO和Py的比例继续增加,合成的GNFO/PPY反射损耗开始降低。另外,我们还对不同复合比的GLCO/PANI、GLCO/PPY、GNFO/PANI和GNFO/PPY做了毫米波波段的微波响应研究,发现复合粉体在特定频点94 GHz处的反射率均比单一的LaCrO3和NiFe2O4的低,这说明LaCrC-3和NiFe2O4通过与导电高聚物的结合可有效的减小其在毫米波处的反射。最后,我们以碳纤维(CF)为基材,化学氧化合成了CF/PANI和CF/PPY复合纤维,发现复合物纤维的衰减效果和电导率变化相关,但并没有相应的比例关系。而且结合CF/PPY和CF/PANI的衰减效果发现CF/PPY对毫米波(94 GHz)的最大衰减效果是比CF/PANI的优异,这间接地说明CF与PPY的复合可以更加有效的提高复合纤维在毫米波(94 GHz)处的衰减效果。