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针对雷达波吸收材料“薄、宽、轻、强”的发展要求,采用纳米吸波复合材料及其多层复合结构来提高吸波材料的吸波效果和拓宽其吸收频带成为研究重点。本文首先较系统地研究了FeNi合金纳米粉体的液相还原法制备工艺,成功制备了粒径约100nm的系列FeNi纳米合金粉体;然后,通过磁分离、萃取、密炼共混等组合技术,成功制备了FeNip/聚合物纳米复合材料及其层合板,并依次研究了FeNi合金纳米粉体和FeNip/聚合物纳米复合材料及其层合板的雷达波吸波特性,按照吸波特性优化了FeNi合金纳米粉体成分、磁场热处理工艺、层合板结构;最后,研究了FeNip/聚合物纳米复合材料的力敏特性,同时初步探讨了该材料在THz波段的吸波特性。(1)在FeNi合金纳米粉体制备方面,较系统地探讨了水合肼液相还原法制备FeNi合金纳米粉体的工艺因素,成功制备了粒径约100nm、形状近似球形的合金纳米粉体。优化后的制备工艺为:[Ni2+]/[Fe2+](摩尔比)≥1、[N2H4]/([Fe2+]+[Ni2+])(摩尔比)为2/1、起始p H=14、反应温度80oC、反应时间30min。开发了反应废液回收利用技术。(2)在FeNip纳米复合材料及其层合板制备方面,首先开发了“磁分离+萃取+密炼共混”组合技术,解决了高粉体含量的磁性纳米粉体在树脂和固体橡胶基体中的分散难题,成功制备了“80wt%Fe50Ni50p/E-51环氧树脂纳米复合材料”和“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”。两种复合材料中纳米磁性粉体分布均匀、粉体团聚体尺寸达到纳米级水平,其密度分别为2.32.4g/cm3和1.9g/cm3。然后,采用SMC模压成型工艺制备了“玻纤/夹层(Fe50Ni50p/E-51纳米复合材料)/碳纤维环氧树脂复合材料”层合板和“玻纤/夹层(Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料)/玻纤环氧树脂复合材料”层合板。层压板中的环氧树脂与纤维、吸波夹层与增强纤维层之间结合紧密、牢靠,层合板的表面光洁、尺寸可控。(3)在复合材料吸波性能与优化方面:首先,针对吸波剂,较系统地研究了Fe100-xNix系列合金纳米粉体的吸波性能。在118GHz频率范围内,Fe100-xNix合金纳米粉体的损耗机理以磁损耗为主,Ni含量对系列合金粉体的吸波性能有很大的影响。系列合金粉体中吸波性能优异的粉体为Fe20Ni80合金纳米粉体、Fe50Ni50合金纳米粉体。Fe20Ni80合金纳米粉体的相对介电常数εr在118GHz内值约为27;复磁导率实部μ′在16GHz之间约为31;磁损耗角正切值tanδm在410GHz频段内为0.50.8(≥0.5),在2.514GHz频段内大于0.3。Fe50Ni50合金纳米粉体在16GHz频段内μ′值约为21,在118GHz频段内εr约为15,tanδm在1.512GHz频段内大于0.3,在39GHz频段内约为0.50.7。对Fe50Ni50合金粉体进行横向磁场处理,可以有效提高其复磁导率实部和磁损耗角正切值。经横向磁场处理后,1.5mm厚度的Fe50Ni50合金粉体涂层在118GHz频带内,反射率|R|≥10d B合格吸收频带宽达到近3GHz,具有优异的性能。在Fe20Ni80合金纳米粉体外表包覆Cu后,粉体在1018GHz频段的吸波性能得到显著提高,电磁波损耗机理由磁损耗为主的吸波机理变为在110GHz频段内的磁损耗为主和在1018GHz频段内介电损耗为主的联合机理。(4)在复合材料层合板吸波性能与优化方面,首先,详细研究了“80wt%Fe50Ni50p/E-51环氧树脂纳米复合材料”及“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”在118GHz频段内的吸波性能。两者在16GHz频段内μ′值约为21;前者在111GHz频段内tanδm≥0.3,在38GHz频段内tanδm约为0.50.65;后者在19GHz频段内tanδm≥0.3,在37GHz频段内tanδm约为0.45。吸波机理均以磁损耗为主。分别以“80wt%Fe50Ni50p/E-51纳米复合材料”和“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”为夹层,设计和优化了“玻纤/夹层(Fe50Ni50p/E-51纳米复合材料)/碳纤维环氧树脂复合材料”层合板和“玻纤/夹层(Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料)/玻纤环氧树脂复合材料”层合板。在层合板中,夹层厚度是复合材料板基础吸波性能的决定因素。随着夹层厚度的增加,吸收峰向低频方向移动。研究表明,不改变吸波夹层厚度,仅通过改变匹配透波层“玻纤/环氧树脂”铺层的厚度,可设计出具有宽频带、不同频带特性的层合板。以单层“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”为夹层,当夹层厚度为2mm,“玻纤/环氧树脂”铺层厚度≥2mm时,层合板具有宽频吸波效果;以1.8mm厚度的“80wt%Fe50Ni50p/E-51环氧树脂纳米复合材料”为夹层、3.1mm厚度“玻纤/环氧树脂”为面铺层的“玻纤/夹层/碳纤维”层合板在5.48.8GHz和15.617.8GHz两个频带具有|R|≥10d B的吸波峰,峰宽达到5.6GHz,吸波峰处|R|≥25d B,具有优异的宽频吸波性能。(5)采用傅里叶变换光谱探测法测试了厚度均为1mm的“80wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料板”和“80wt%Fe50Ni50p/E-51环氧树脂纳米复合材料板”在3.620THz频段的透射谱和反射谱,初步探讨了其在THz频段吸波性能,为THz吸波材料的研发奠定了基础。在3.620THz频段,前者的反射系数R一直在-17.5d B左右波动,后者的R值均小于-30d B,对THz波均有较好的吸收特性。(6)较详细地研究了“30wt%Fe50Ni50p/Si R纳米复合材料”薄膜和“65wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料”薄膜的力敏特性。两种纳米复合材料薄膜在测试频率为1k Hz、压应力加载/卸载速度为0.1mm/min时均具有优异的力敏特性。厚度为185μm的“65wt%Fe50Ni50p/IIR纳米复合材料薄膜”在压应力0.20.9MPa范围内,对压应力进入稳定的敏感期,通过标定阻抗Z—压应力σ标准等效函数,可以作为接触应力传感器使用。