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摘要:
本工作以拓宽结构型吸波复合材料的吸收频带为目的,在玻璃纤维增强尼龙复合材料中同时引入磁损耗型吸波剂羰基铁粉(carbonyl iron powder, CIP)和电阻损耗型吸波剂炭黑(Carbon black, CB),采用热压成型工艺制备了CB-CIP@SiO2/玻璃纤维/尼龙6(CB-CIP@SiO2-GF/PA6)吸波复合材料。重点研究了CIP表面包覆SiO2薄膜及其加入量对复合材料微波吸收和力学性能的影响。研究结果表明:SiO2薄膜包覆不仅解决了CIP氧化问题,同时改善了复合材料的阻抗匹配特性,使得CIP与CB协同提升了复合材料的吸波性能。在保障复合材料具有良好吸波性能前提下,CIP的负载量从70 wt.%降低至30 wt.%左右,大大减轻了复合材料的质量。其中,掺量为1 wt.%CB和30 wt.%CIP@SiO2的吸波复合材料的有效吸收带宽在材料厚度为1.91-1.95 mm时超过了5.6 GHz,且覆盖了整个Ku波段。这种方法一方面拓宽了吸波复合材料的有效吸收带宽,实现了宽带吸波。另一方面,CIP@SiO2颗粒与GF的纤维实现共同增强,提升了复合材料的整体力学性能。当CIP@SiO2的含量为40 wt.%时,复合材料的力学性能最佳,弯曲强度为212.8±9.8 MPa,剪切强度为21.0±1.4 MPa,摆锤冲击强度为64.4±6.2 kJ/m2