短切碳纤维对聚氨酯泡沫塑料吸波性能影响.docVIP

 短切碳纤维对聚氨酯泡沫塑料吸波性能影响# 刘文言，徐美新，王从元* （中国矿业大学（北京）材料科学与工程系，北京 100083） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：本文研究了碳纤维含量、尺寸对材料在 2～18GHz 内吸波性能的影响以及不同浓度梯 度分布的泡沫平板材料的吸波性能。采用数字化标量网络分析仪（Agilent 8757E）测量其吸 波性能，结果表明：碳纤维尺寸越细，吸波性能越好；厚度相同的均匀单一吸波材料在碳纤 维体积含量 3%处呈现最佳性能，偏离此含量性能均降低；吸波材料厚度相同时，碳纤维不 同浓度梯度分布的吸波体吸波性能优于单一均匀材料。 关键词：碳纤维；聚氨酯泡沫塑料；浓度梯度；吸波性能 中图分类号：TQ Influence on absorbing performance of short-cut carbon fiber to polyurethane foam plastics LIU Wenyan, XU Meixin, WANG Congyuan (Materials science and technology, CUMTB, Beijing 100083) Abstract: This paper studies the carbon fiber content, the dimensions of the material in 2 ~18GHz within the influence of absorbing properties and different concentration gradient distribution of foam plate material absorbing properties. Using digital scalar network analyzer (Agilent 8757 E) measuring the absorbing properties, and the results show that: the fine, carbon fiber size absorbing performance is better; Thickness of the same even a single absorbing materials in carbon fiber volume content presented the best performance in 3%, from the content function are lower; Absorbing material thickness is at the same time, carbon fiber different concentration gradient distribution of absorbing body absorbing performance is better than a single homogeneous materials. Key words: Carbon fiber;Polyurethane foam plastics;Concentration gradient;Absorbing properties 0 引言 吸波材料, 是指能够将投射到它表面的电磁波大部分吸收并转化成其他形式的能量而 几乎无反射的材料[1]。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收 率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能[2][3]。由于聚氨酯泡沫塑料具有优 良的物理-力学性能、电学性能和耐化学品性能，易于加工成型[4]。而碳纤维具有优良的导 电性能，对接收到的雷达波有着良好的吸收性能，而且质量轻、吸波频带宽，同时在聚醚多 元醇中有着较为良好的浸润性，这使得它成为一种性能优异的吸波剂[5]。陈良、邓龙江[6]等 人通过对开孔聚氨酯泡沫材料浸渍导电纤维的方式制备聚氨酯吸波材料，可在 2～18GHz 内 均达到良好的吸波性能。但由于导电纤维是通过浸渍的方式吸附在聚氨酯泡沫内表面，与基 体结合力不强，导电纤维容易脱落，实际应用中降低了其吸波性能。 本研究通过向聚氨酯白料里预先掺入碳纤维的方式，经发泡固化反应得到均匀分布于其 中的聚氨酯泡沫复合材料。通过改变碳纤维含量、尺寸和梯度分布，研究其对吸波性能的影 响，从而得到合适的数值；并探究了制作该材料的最佳工艺。 基金项目：中国矿业大学(北京)2010 年基本科研业务费专项资金资助项目(2010YJ14) 作者简介：刘文言（1967-），男，研究员，主要从事电磁屏蔽材料的研究. E-mail:139.com -1- 1 实验方法