论文部分内容阅读
飞机雷达罩不仅需要有足够的强度承受外界环境对其产生的影响和破坏,还需要满足高透波率的使用要求,这要求材料具有低的介电损耗。同时在高速飞行过程中,雷达罩表面会产生大量的静电和电流,如果不能及时消除,将会影响雷达的正常工作。这又要求材料具有低的表面电阻率。对于单一材料而言,同时满足低损耗和抗静电这两种性能是非常困难的。因此,研究和生产具有低介电损耗和抗静电性能的聚合物基复合材料对于雷达罩而言具有十分重要的意义。本文以介电性能良好的环氧树脂(EP)为基体,采用导电填料纳米掺锑二氧化锡粉末(ATO)、多壁碳纳米管(MWCNTs)和低损耗填料空心玻璃微珠(HGB)作为功能改性剂来同时调节复合材料的表面抗静电性能和介电性能。制备了ATO/HGB/EP、MWCNTs/HGB/EP复合材料,通过合理的调节导电填料和低损耗填料之间的级配配比以及填料在基体中的分散状况,从而调节复合材料的抗静电性能和介电性能,使之达到应用要求。分别研究了ATO和HGB的含量、体积配比,以及MWCNTs和HGB含量、体积配比对ATO/HGB/EP复合材料、MWCNTs/HGB/EP复合材料抗静电性能和介电性能的影响规律。采用绝缘电阻测试仪、精密阻抗分析仪和矢量网络分析仪对复合材料的电阻率、介电常数和介电损耗、透波性能进行了测试与表征。研究表明,随着HGB含量的增加,复合材料的表面电阻率随之增大,其介电常数和介电损耗随之减小,且材料对电磁波的透过率随之增大。随着ATO含量的增加,材料的表面电阻率呈下降趋势,材料的介电常数和介电损耗随之增大,且材料对电磁波的透过率随之减小。此外,随着MWCNTs含量的增加,复合材料的表面电阻率呈几何级数下降,材料的介电常数和介电损耗随之增大,且材料对电磁波的透过率随之减小。从材料的抗静电性能和介电性能两个方面综合考虑,对于ATO/HGB/EP复合材料体系而言,当ATO含量为10wt%,ATO:HGB体积比为3:7时为最佳配方,此时材料的表面电阻率为4.82×1010,功率透过系数约为0.82;在电磁频率为1.0×106Hz下,其介电常数和介电损耗分别为6.20和0.10。对于MWCNTs/HGB/EP复合材料体系而言,当MWCNTs含量为0.1wt%,MWCNTs:HGB体积比为3:7时为最佳配方,此时其表面电阻率为4.50×1010,功率透过系数约为0.85;在电磁频率为1.0×106Hz下,其介电常数和介电损耗分别为5.68和0.15。通过以上研究说明,两种添加了导电填料和低损耗填料的复合材料体系,其表面电阻率,介电损耗和透波率均可达到雷达罩的使用要求。