水泥基复合吸波材料

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1、博士学位论文摘要早在20世纪30年代，国外就开始了雷达吸波材料的研究与应用，经过几十年的发展，一些成果已应用于军事领域。这些吸波材料主要是做成涂层材料和结构型材料后用于运动军事目标，而应用于地面固定军事目标(如机场、掩体、指挥所等)的结构型吸波材料的研究却鲜见报道，仅有少量的关于水泥基电磁屏蔽材料的研究报道。而水泥是用来制作地面固定军事目标和军事设施的主要建筑材料，为提高这些地面军事目标干扰雷达探测的能力，开展水泥基复合吸波材料的研究将具有重要的军事意义与学术价值。此外，随着经济的快速发展，电磁辐射污染已成为继大气

2、污染、水污染和噪音污染之后的第四污染源，对人类的身体健康带来严重威胁。针对民用建筑物对电磁波的防护要求，采用水泥基复合吸波材料是解决电磁波辐射危害的一种有效途径之一。因此，研究水泥基复合吸波材料在军事和民用方面都具有非常重要的意义。水泥基复合吸波材料的设计原理与普通吸波材料一致，即吸波剂本身的性能在很大程度上决定着水泥基复合材料的吸波性能好坏。通过对已探明具有吸波功能的羰基铁粉、铁氧体及部分纳米材料、碳纤维等吸波剂在水泥基材料中的应用研究，探讨了这些吸波剂与水泥组分的相容性和水泥基复合材料吸波性能优劣的原因，发现纳

3、米Ti02、铁氧体等吸波剂与水泥组分具有很好的相容性，且在8—18GHz频率范围内具有较好的吸波性能。分别研究了纳米Ti02和铁氧体吸波剂在水泥中的分散工艺、吸波剂掺量、试样厚度、胶凝材料品种等因素对水泥基复合材料的吸波性能影响，研究了水泥掺杂纳米Ti02复合吸波材料和水泥掺杂铁氧体复合吸波材料的力学性能：分别研究了水泥掺杂纳米Ti02复合吸波材料在2～18GHz(S、C、X和KU)与18-26．5GHz(K波段)波段和水泥掺杂铁氧体复合吸波材料在8～18GHz(X和KU)波段的吸波兼容性能及其长期吸波性能。结果表

4、明：掺5％纳米Ti02的水泥基复合吸波材料的晟小反射率为一16．26dB，反射率小于一10dB的连续带宽达4．5GHz，反射率小于一5dB的连续带宽达到21．1GHz，在X、KU和K三个波段具有较好的吸波兼容性能，且长期吸波性能稳定；该复合吸波材料的28d抗折和摘要抗压强度分别比水泥净浆提高了12．6％和19．1％。掺35％JHl0铁氧体的水泥基复合吸波材料的最小反射率为一9．13dB，反射率小于一5dB的连续带宽覆盖整个8～18GHz频段，在x和KU二个波段具有较好的吸波兼容性能，且长期吸波性能稳定；但该复合吸波

5、材料的28d抗折和抗压强度比水泥净浆强度下降近50％一通过纳米Ti02和普通Ti02物理性能对比及掺有纳米Tj02和普通Ti02水泥基复合材料的吸波性能与电磁参数的比较，提出纳米Ti02与水泥复合吸波材料的吸波机理主要是因为纳米Ti02对电磁波的透过率比普通H02强得多，大大减小了电磁波的反射，而且它的表面积比普通Ti02大4个数量级，活性增强，加剧了原子和电子的运动，促使磁化、极化和传导运动，使电磁能转化为热能；同时纳米Ti02的掺入，改善了水泥基复合材料的电磁参数匹配特性，加之纳米材料的量子尺寸效应使纳米Ti0

6、2粒子的电子能级发生分裂，其分裂的能级间隔正好处于电磁波的能量范围(10五eV～10～eV)，从而导致新的吸波通道，提高了纳米Ti02与水泥复合材料的吸波性能。对两元复合吸波剂的制备及其吸波性能和水泥基双层吸波材料做了一些探索性的研究工作，发现磁性铁氧体与电阻损耗型的石墨材料复合制成的单层水泥基复合材料和用这两种吸波剂制成的双层水泥基复合材料的吸波性能相对较好，分析了在制备复合吸波剂和水泥基双层吸波材料时存在的问题，提出了今后在这方面的研究方向。关键词：吸波剂水泥基复合吸波材料吸波性能力学性能机理博士学位论文ABS

7、TRACTTheresearchandapplicationofradarabsorbingmaterialshavebeencarriedoutsincethirtiesofthetwenty-century．Someoftheachievementshavebeenappliedinmilitarysincethen．Absorbingmaterialsaremostlybeenusedinmotionmilitarytargetsascoatingmaterialsorstructurematerials．T

8、herearefewreportsonthestructuretypematerialsofthefixedtargets，suchasaerodrome，martialblindageandmilitarycommandpostandaliRlethecement-basedaselectromagneticshieldingmaterials．Itwou