包覆型短碳纤维等效介电常数的模拟计算.pdfVIP

· 68 · 材料导报：研究篇 2010年5月(下)第24卷第 5期 包覆型短碳纤维等效介 电常数的模拟计算 喻冬秀，钟建军 (电子科技大学中山学院化学与生物系，中山 524825) 摘要 基于等效电磁理论，推导了频率小于2GHz的包覆型短碳纤维的等效电磁参数方程。采用Matlab6．5 软件对包覆型短碳纤维的等效电磁参数进行了模拟和计算，并讨论 了包覆层体积分数和短碳纤维长径比对等效电磁 参数的影响。结果表明，等效介电常数随着包覆层体积分数的增大而增大，当短碳纤维的长径比小于3O时影响较 大。包覆型短碳纤维的等效电磁参数方程的模拟结果与实验结果相对误差小于lo％。 关键词 等效电磁参数 模拟 短碳纤维 SimulationandComputationofEffectiveElectromagneticParametersof CoatedShortCarbonFibers YUDongxiu．ZHONGJianjun (DepartmentofChemistry Biology。ZhongshanInstituteUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina， Zhongshan528402) Abstract Basedon effectiveelectromagnetictheory，theequationofeffectiveelectromagneticparametersof coatedshortearbonfibers(SCF)under2GHziSpresented．TheeffectiveelectromagneticparametersofcoatedSCFare simulatedbyMatlab6．5software．Theinfluencesofvolumefraction(Vf)ofcoatinglayerandtheratiooflengthto diameteroneffectiveelectromagneticparametersarediscussed．Theresultsshow thattheeffectivepermittivityincrea— sesasthe increasesandtheratiooflengthtodiameterhasmoreeffectivewhenitunder30．Comparingthesimula— tedresultswiththeexperimenta1results，therelativeerror1essthan1O ． Keywords effectiveelectromagnticparameters，computersimulated，shortcarbonfiber 磁导率。 0 引言 1 聚苯胺包覆短碳纤维的物理模型 碳纤维因具有低密度 ，高强度 ，高模量以及 良好的导电 性能，独特的长径比优势，有利于网络结构的形成，近年来受 FukunageA等设计使用浓硝酸处理短碳纤维，通过控 到电磁屏蔽材料研究者的青睐。但单独使用，尚不能满足屏 制氧化条件，得到表面含氧基团丰富的短碳纤维l6]，然后把 蔽性能的要求，在表面包覆其它材料是提高碳纤维综合性能 短碳纤维分散在苯胺溶液中，苯胺低聚物首先与短碳纤维表 的有效方法之一[1]。电磁性能是反映材料与 电磁波作用 的 面的含氧官能团反应 ，形成 PANI包覆的短碳纤维初级粒 基本参数，为了避免复合材料设计的盲 目性，达到优化材料