石英纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料的微波吸收設計

編號：CYYJ043564

篇名：石英纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料的微波吸收設計

作者：李學山 禮嵩明 李勇峰 黃浩 鹿海軍

關鍵詞： 微波吸收復合材料 有效吸收帶寬 超表面 反射率

機構： 中國航空制造技術研究院復合材料技術中心 空軍工程大學基礎部

摘要： 目的實現(xiàn)石英纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料在低厚度(2~4 mm)下的寬頻微波吸收,拓展有效吸收帶寬(Effective Absorption Bandgap,EAB)。方法基于阻抗匹配與衰減特性設計出石英纖維增強環(huán)氧樹脂基功能層及其微波吸收復合材料,并利用超表面的電磁諧振增強作用進一步提升EAB。結果F1功能層具有良好的阻抗匹配特性與高頻諧振特性,F2功能層具有強損耗與低頻諧振特性;以F1與F2分別為阻抗匹配層與損耗層,設計出的厚度為2.04 mm的微波吸收復合材料在8.80~16.95 GHz具有≤–10 dB的反射率(Reflection,R),EAB為8.15 GHz,厚度分別為3.06 mm與4.08 mm的微波吸收復合材料也具有良好的寬帶吸收性能;超表面的引入能夠改善寬頻范圍內(nèi)的阻抗匹配,增強微波吸收復合材料的電磁諧振損耗,從而拓展復合材料的EAB,厚度為3.06mm的復合材料的實測EAB由5.69GHz拓展到10.34GHz,且實測反射率變化趨勢與設計結果具有一致性,加載超表面后復合材料的力學強度保持率>96%。結論傳統(tǒng)材料的微波吸收機制與超表面的阻抗匹配改善與諧振增強機制相結合可以進一步提升復合材料的微波吸收性能,為后續(xù)復合材料的高效微波吸收設計提供一定的參考。