新型碳基復(fù)合吸波材料的制備及性能研究

王 雯， 王成國， 郭 宇， 陳 旸

(1.山東大學(xué)碳纖維研究中心材料液固結(jié)構(gòu)演變與加工教育部重點實驗室，濟南 250061;2.北方材料研究院，濟南 250031)

隨著現(xiàn)代無線電技術(shù)和雷達探測技術(shù)的迅猛發(fā)展，軍事防御系統(tǒng)對武器裝備的隱身能力提出越來越高的要求。微波吸收材料作為一種重要的軍事隱身功能材料，其發(fā)展引起廣泛的關(guān)注。由于傳統(tǒng)型吸波材料密度大、吸收頻帶窄，使其應(yīng)用受到限制，因此新型吸波材料的開發(fā)成為主要的研究方向［1］。

碳材料，如碳纖維、碳納米管等，屬于電損耗材料［2～4］，具有高溫強度大、熱膨脹系數(shù)小、耐蝕、質(zhì)輕等特點，同時還具有一定的吸波性能。單一的電損耗材料不能滿足寬頻帶、高吸收的要求。因此，對碳材料進行改性，改善磁導(dǎo)率，使其成為電磁損耗型吸波材料是目前研究的熱點課題［5～8］。本研究從碳材料的前軀體聚丙烯腈(PAN)開始改性，分別以鐵粉、草酸亞鐵(FeC2O4·2H2O)、納米鐵粉(nano-Fe)為改性磁性材料前軀體，與PAN混合壓制成膜后，經(jīng)過熱處理制得復(fù)合Fe3O4的電磁損耗型碳碳基復(fù)合材料。

1 實驗方法

1.1 實驗制備

將丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)、偶氮異丁腈(AIBN)溶解在二甲基亞砜(DMSO)中，在60.5℃聚合24h后制得PAN聚合液，按其固含量的10%分別加入Fe，F(xiàn)eC2O4·2H2O，nano-Fe，攪拌0.5 h 后壓制成復(fù)合PAN膜，同時壓制純PAN膜并在60℃下烘干。在N2氛圍中熱處理至700℃，制得碳基復(fù)合材料，分別標記為樣品 a，b，c，d，經(jīng)研磨粉化后進行表征。

表1 樣品信息Table 1 Samples information

1.2 性能測試

利用RigakuD/max-r C型X射線衍射儀(XRD)對復(fù)合材料進行物相分析。把研磨后的粉末和石蠟按重量比為3:1混合制成外徑7.0 mm，內(nèi)徑3.0 mm的試樣，利用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀(Agilent E8363B)測量樣品的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。……