碳纤维复合材料电磁特性研究.pdf

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1、万方数据第25卷第1l期2。。1年11月机械工程材料Mate“alsforMechanlcalEngjnee“ngVo【．25No．11Nov．200l碳纤维复合材料电磁特性研究朱正吼(南京航空航天大学材料科学与技术学院．江苏南京210016)摘要：测试了碳纤维复合材料层合板的有关电磁参数。数据表明，随着电场方向与纤雏方向夹角的增大．材料的e’，值增大而t98。值减小，铺层呈现极太的各向异性：然后，应用时域有限差分法(FDTD法)分析了复合材料整体电磁特性。美键词：复合材料；碳纤维；电磁特性中围分娄号：1q327．3文献标识码：A文章编号：looo_3738(2001)1l_

2、0014—03Electroma粤雠ticPropertiesofCarbonFiberC0mpositez删Zh∞千hou(NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing210016tChina)Abst眦t：TheeIectmnmgneti。parameter5concemhgoftk1arninate0fcarbonfikrc。mp。site(CFRP)bavebeend吐ectdTheresultoftkexperh印thasindicated出at谢ththe8tlgIebetWePndect^cfjelda1

3、1d靠beronentatl。nhcreaq“g，thedielectricc∞暑tante’，and}o鳃angktangentt冒趣dec理asi。lg，the1armnatest对nglyshowsmaxi—m1工r11a兀1s。trop斗Thew}10】eeleclmm《neticpropen汹ofcomp。sitehavethenbeenar】al”edbytkf】nLt}d甜erencetLmPdomamimjtatlonmethodKeywords：composite；carbonfiber；eIectronlagneticpmpertyl引言随着碳纤维复合材料

4、(cFRP)在飞机上的用量日益增多．cFRP对航空电子系统及雷达波反射特性的电磁影响越来越受到重视。因此，开展CFRP表面的隐身、静电防护、电磁屏蔽等电性能的研究具有重要的意义u“J。本工作测试了碳纤维复合材料层台板的有关电磁参数，应用时域有限差分法(FDTD法))1分析复合材料整体电磁特性。2试样制备与测试方法基体材料为618树脂；用台湾产碳纤维T300。碳纤维顶浸料含胶量为36％，分别按[01[90口]、[453]方向压制成图l试样，尺寸为20mm×5mm×2mm。反射基板材料采用纯铝。用欧姆表测试试样的电导率。电磁波频率在50K～∞MHz时用QB(’r3型高频Q表坝l试

5、试样的E。、如、tg占值；当电磁渡频枝稿日期：200。-11一18；格订日期：20。卜01一16作者简介：朱正吼(】969一)．男，南京航空航天大学副教授，蹲士·14·率超过50MHz时，用准开路短路法测试微波的复介电常数和导磁率。最后，采用时域有限差分法(FDrrD法)嘶分析单位厚度试样在TEM波正人射时的透波系数与吸波系数。图l试样HBl‰plo3碳纤维复合材料的各向异性按图2约定铺层编号。图中TEM波沿x轴方向垂直于铺层人射。表1表明，碳纤维复合材料的e’，值远大于】，但对h值测试显示，h近似为1，因此，碳纤维复合材料依靠电损耗来吸收电磁波，同时表明碳纤维复合材料具有很

6、大的反射性。表2表明，随着0的增大，材料的e7：值增大而tg占e值减小。铺层呈现极大的各向异性。万方数据朱正吼：碳纤维复台材料电磁特性研究图2层台板的标定Fl＆2Dem缸catlng】amlTlate表1[咿]铺层的电磁参数Tabkl11№ek岫ml咿eIlcpaⅫ衄t0flm岫t《90。]表2铺层的各向异性C9．375G}嘲1hMe2An．啪hupyf打J加I岫te注：1)为纤维方向与Y轴的央角4铺层数对电磁特性的影响4．1[o。]层合板与[90。]层合板图3表明．随着铺层数(Ⅳ)增加，透波系数逐步下降，铺层数每增加1层．[o。]铺层的R丁值下降o．1～o．12。当铺层数小

7、于3时，[90。]铺层的R丁值随-、r的增加而下降较快，但N值达到3以后，Rr值下降缓慢。计算显示，当[90。]铺层数达到8时，其Rt值下降到o．叭以下。与[o。]铺层相比，[90。]铺层的R。值要小得多(最大为o．25)，而且R，值受第一铺层的影响最大。者0s《鬟n。蝌00f-～．．【：二：：：二=：：===。一一一．2345铺层敬^『围3铺层数与透波系数关系1．[c。]层台板；2．[90。]层合板F培3The肿】at】0nbet咖laTnInateo。unt＆tran目nItca畦e图4表示了铺层数