碳纤维板具备吸波能力吗?
为什么碳纤维板会与吸能扯上关系?
吸波材料是目前全世界都在研究的一个方向,在军事领域意义非凡,而碳纤维复合材料同样也是军用飞机的宠儿,所以将碳纤维制品与吸波材料联系在一起并不难联想到。
什么是吸波材料?是指能够吸收或大幅减弱表面受到的电磁波能量,而减少电磁波干扰的一类材料。能够用来制作吸波零部件的材料往往不止具备较高的电磁波吸收率,还需要具有耐温、耐湿、耐腐蚀等特性,而碳纤维复合材料在这些方面表现都不错,如果能让碳纤维制品具备吸波特性,那就非常完美了。
不过像碳纤维板这样材料,从成分与结构上来看,是不具备这项特性的。碳纤维板包含碳纤维丝束和树脂基体2个部分,无论哪个部分也无法吸收或大幅降低电磁波,那是不是就没办法了呢?来看看下面的5种方法。
让碳纤维板具备吸能特性的5种方法
1、表面改性碳纤维:在碳纤维表面沉积一层多孔碳粒或附着一层多孔碳微球,以改善其电磁性能,赋予一定的吸波性能。
2、低温碳化碳纤维:低温碳纤维是指最后碳化温度低于正常碳化温度,其目的是调控电阻值。碳化温度越高,电阻值越小,吸波性能越差。但是,碳化温度低,影响碳纤维的抗拉强度和模量。应综合考虑,寻找能兼顾电阻率、模量和抗拉强度的最佳碳化温度。
3、蜂窝结构:经过精心设计的蒙皮中碳纤维铺层与入射波形成一定角度,赋予其一定的吸波能力。因为电场方向与纤维轴向平行,碳纤维的雷达波的反射体;当电场方向与纤维轴方向垂直或斜交纤维轴方向时,碳纤维具有一定的稀薄功能的同时,在蜂窝内装的泡沫塑料中添加磁损耗和电损耗吸波剂,如碳粉、铁氧体等,使入射雷达波多次反射,转化为热能而被吸收。这种结构吸波材料可用来制造机身、机翼和机头等。
4、验证异形截面的碳纤维:调控其形状和大小,以制得所需的电阻和表面电阻率。在国内外都开展了这一研究工作。
5、混杂吸波结构:增强纤维的电阻率变化很大。碳纤维是一种良导体,玻璃纤维的绝缘体,碳化硅纤维的半导体,根据表面电阻的设计参数,按照一定的比例将碳纤维与玻璃纤维混杂增强或将碳纤维与碳化硅纤维混杂增强,赋予其一定的吸波性能。这类吸波属于电损耗,磁损耗要比电损耗强的多。
让碳纤维板具有吸波特性的难题已经被攻克,不过想让碳纤维板具备较好的耐高温特性有点困难,树脂材料的熔点普遍不高。
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