编号：CYYJ043564
篇名：石英纤维增强环氧树脂基复合材料的微波吸收设计
作者：李学山 礼嵩明 李勇峰 黄浩 鹿海军
关键词：微波吸收复合材料 有效吸收带宽 超表面 反射率
机构：中国航空制造技术研究院复合材料技术中心 空军工程大学基础部
摘要：目的实现石英纤维增强环氧树脂基复合材料在低厚度(2~4 mm)下的宽频微波吸收,拓展有效吸收带宽(Effective Absorption Bandgap,EAB)。方法基于阻抗匹配与衰减特性设计出石英纤维增强环氧树脂基功能层及其微波吸收复合材料,并利用超表面的电磁谐振增强作用进一步提升EAB。结果F1功能层具有良好的阻抗匹配特性与高频谐振特性,F2功能层具有强损耗与低频谐振特性;以F1与F2分别为阻抗匹配层与损耗层,设计出的厚度为2.04 mm的微波吸收复合材料在8.80~16.95 GHz具有≤–10 dB的反射率(Reflection,R),EAB为8.15 GHz,厚度分别为3.06 mm与4.08 mm的微波吸收复合材料也具有良好的宽带吸收性能;超表面的引入能够改善宽频范围内的阻抗匹配,增强微波吸收复合材料的电磁谐振损耗,从而拓展复合材料的EAB,厚度为3.06mm的复合材料的实测EAB由5.69GHz拓展到10.34GHz,且实测反射率变化趋势与设计结果具有一致性,加载超表面后复合材料的力学强度保持率>96%。结论传统材料的微波吸收机制与超表面的阻抗匹配改善与谐振增强机制相结合可以进一步提升复合材料的微波吸收性能,为后续复合材料的高效微波吸收设计提供一定的参考。
