Absorción de ondas de materiales de carburo de silicio con mejor rendimiento en la banda de 8,2 a 18 GHz

Material absorbentePuede absorber eficazmente las ondas electromagnéticas, evitar la reflexión de las ondas electromagnéticas y es ampliamente utilizado en la industria militar y otros campos. La ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia han preparado una serie de materiales compuestos de resina epoxi / carburo de silicio / níquel mediante un método de mezcla mecánica simple y fácil y han estudiado sus propiedades de absorción de ondas. Los resultados muestran que cuando la proporción de resina epoxi está entre el 20% y el 30% en peso, con el aumento del contenido de carburo de silicio, las propiedades absorbentes de los materiales compuestos de resina epoxi / carburo de silicio se mejoran significativamente; Por su parte, la resina epoxi representa el 20% en pesoCompuesto de resina epoxi / carburo de silicio / níquelEntre ellos, con el aumento del contenido de níquel, las propiedades de absorción de ondas de los materiales compuestos son mejores primero y luego peores, de los cuales la reflectividad más baja de las muestras con una relación de masa de resina epoxi / carburo de silicio / níquel de 2: 7: 1 es de - 13,26 DB cuando el espesor del material es de 1 mm, y el ancho de banda es de aproximadamente 1,65 ghz, lo que cumple con los requisitos básicos del material de absorción de ondas, y se espera que se convierta en un material de absorción de ondas con mejores propiedades en la banda de 8,2 a 18 ghz.

Los materiales absorbentes de ondas son una clase de materiales que pueden disipar la energía de las ondas electromagnéticas o hacer que las ondas electromagnéticas desaparezcan debido a la interferencia con la ayuda de mecanismos como la pérdida dieléctrica y la pérdida magnética, evitando así eficazmente la reflexión de las ondas electromagnéticas incidente, que es de gran importancia para la industria militar, la industria civil y otros campos. Ya sea que se utilice como material sigiloso en el campo de la industria militar en armas de combate a gran escala, como aviones, buques, misiles y tanques, o para proteger equipos electrónicos o garantizar la salud humana en el campo civil, los materiales absorbentes de ondas se han convertido en una clase de materiales clave para el desarrollo de varios países. Debido a que el rango de frecuencia de las ondas electromagnéticas monitoreadas por radar es generalmente de 2 a 18 ghz, la banda de investigación de la mayoría de los materiales absorbentes se concentra en 2 a 18 ghz.

El estudio de los materiales absorbentes suele reflejar las propiedades absorbentes de los materiales absorbentes utilizando la reflectividad R (unidad db) y el ancho de banda de r < 10 db: R refleja el grado de reflexión de las ondas electromagnéticas en la interfaz entre el material absorbente y el aire, y cuanto menor sea el valor, mejor será el rendimiento absorbente; R < 10 db, por su parte, indica que el material puede absorber más del 90% de la energía de las ondas electromagnéticas, lo que puede considerarse que el material absorbe eficazmente las ondas electromagnéticas, y cuanto mayor sea el ancho de banda, mejor será el rendimiento de absorción. ParaMaterial absorbente de ondas de una sola capa， R se puede expresar por el coeficiente dieléctrico complejo y la conductividad magnética compleja a través de las fórmulas teóricas de la línea de transmisión (1) y (2) (z en la fórmula es la resistencia de entrada relativa al espacio libre, Mu R y epsilon R son la conductividad magnética compleja y el coeficiente dieléctrico complejo, respectivamente, F es la frecuencia de ondas electromagnéticas (en hz), D es el espesor del material (en mm) y c es la velocidad de la luz al vacío (en 2997925 × 1011 mm / s):

Z = μr Epsilon r ~ (...) - Tanh (j2 Pi FDC μr Epsilon r ~ (...) z = μr Epsilon rtanh (j2 Pi FDC μr Epsilon r) (1)

R(dB)=20log∣∣Z−1Z 1∣∣R(dB)=20log|Z−1Z 1|(2)

Según el mecanismo de pérdida de las ondas electromagnéticas, los materiales absorbentes se pueden dividir en tipo de resistencia, tipo dieléctrico y tipo de pérdida magnética. Los materiales absorbentes de ondas electromagnéticas resistentes absorben principalmente ondas electromagnéticas a través del consumo de energía y la disipación de calor de la resistencia. los materiales absorbentes de ondas electromagnéticas aislantes absorben principalmente ondas electromagnéticas a través de mecanismos de pérdida dieléctrica como la relajación de polarización, mientras que los materiales absorbentes de pérdidas magnéticas absorben ondas electromagnéticas principalmente a través de mecanismos de pérdida magnética como la pérdida de estancamiento magnético, la pérdida de vórtice, la pérdida de resonancia natural y la resonancia de pared de dominio. El carburo de silicio (sic) es un material absorbente dieléctrico que se basa principalmente en la pérdida de polarización dieléctrica para consumir energía de ondas electromagnéticas, y el mecanismo de pérdida es relativamente complejo.
El carburo de silicio no solo tiene propiedades absorbentes ajustables, sino que también tiene las características de baja densidad, resistencia a altas temperaturas y alta resistencia, y se espera que logre excelentes características como peso ligero y capa delgada, por lo que se ha convertido en el foco de la investigación en el campo de los materiales absorbentes. Para mejorar aún más las propiedades absorbentes de los materiales de carburo de silicio, generalmente se utiliza el método de agregar otros materiales para preparar materiales compuestos para lograrlo. Entre ellos, después de agregar materiales magnéticos como hierro, cobalto y níquel, los materiales compuestos de carburo de silicio pueden tener pérdidas magnéticas y pérdidas dieléctrico al mismo tiempo, y se espera que obtengan materiales absorbentes con mejores propiedades absorbentes.

En vista de esto, este estudio tomará resina epoxi como adhesivo y se centrará principalmente en las propiedades absorbentes de los materiales compuestos de resina epoxi / carburo de silicio / níquel para ondas electromagnéticas en la banda X (8,2 a 12,4 ghz) y la banda Ku (12,4 a 18 ghz). La ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia primero exploran el impacto del contenido de carburo de silicio en las propiedades de absorción de ondas de los materiales compuestos de resina epoxi / carburo de silicio sin níquel, y luego seleccionan y fijan la mejor proporción de calidad de resina epoxi. la Ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia estudian el impacto del contenido de níquel en las propiedades de absorción de ondas de los materiales compuestos de resina epoxi / carburo de silicio / níquel.