高強水泥基復合材料雷達波吸收性能研究.pdf

1、雷達探測技術(shù)的進步，促使軍事領(lǐng)域?qū)Ω哔|(zhì)、寬頻且低成本的雷達吸波材料的需求不斷增加。軍事掩體、公路、大橋等建筑為重點的軍事防護對象，采用高強、價格低廉的水泥基復合吸波材料，使上述建筑對雷達隱身，對軍事防護工程具有重要意義。為此，本文從材料的電磁性能、微觀結(jié)構(gòu)、理論計算及結(jié)構(gòu)設計等方面開展了對高強水泥基復合吸波材料的研究。
　　針對目前水泥基復合吸波材料強度較低的情況，本文首先研制了剔除粗骨料的高強水泥基材料。以緊密堆積理論計算為基礎

2、，結(jié)合力學性能試驗，確定高強水泥基材料的基本配合比并成型試件。采用四電極法測量試件電阻率，得到該材料導電性屬于半導體的范圍。為掌握該水泥基材料對雷達波反射率的基本規(guī)律，分別研究了不同水膠比、厚度對試件的雷達波（2~18GHz）反射率的影響。結(jié)果得到：水膠比改變，對材料雷達波反射率的影響不大；厚度增加，材料雷達波反射率降低。為更深入了解水泥基材料吸波原理，根據(jù)水泥基材料的電磁參數(shù)，采用單層吸波材料雷達波反射率公式，模擬不同厚度水泥基材料的

3、吸波性能并與實測值進行對比。
　　采用電損耗吸波材料（如超細鋼纖維、石墨）和磁損耗吸波材料（如鐵氧體）分別與水泥基材復合，研究各種吸波材料的摻量和厚度對水泥基復合材料雷達波吸收性能的影響。試驗表明：電損耗吸波材料有利于提高水泥基材高頻段吸波性能，磁損耗材料有利于改善水泥基材料低頻段吸波性能，但水泥基復合材料存在厚度和阻抗相匹配的問題。為進一步明確水泥基復合材料的吸波機理，通過預設水泥基復合材料在 S~Ku（2~18GHz）的全頻段

4、內(nèi)吸波值，進行優(yōu)化水泥基復合材料電磁參數(shù)的計算。計算結(jié)果表明：吸波值越大，復合材料的介電常數(shù)的虛部值與磁導率虛部值應越大，且電損耗角正切值與磁損耗角正切值越接近。
　　通過分析諧振材料的吸波原理，選取適合摻入水泥基材，具有孔穴、空腔結(jié)構(gòu)的沸石粉、粉煤灰漂珠及閉孔珍珠巖（?；⒅椋┳鳛橹C振材料與水泥基材復合，研究復合材料的雷達波吸收規(guī)律。在此基礎上，采用石墨、鐵氧體分別與漂珠、珍珠巖以混摻和表面涂掛的方式復合，比較兩種方法對水泥基材

5、料吸波性能的改善效果。結(jié)果得到：鐵氧體涂掛珍珠巖的復合方式在 S~Ku（2~18GHz）內(nèi)均提高了水泥基復合材料的吸波性能，且-8dB的頻段寬達14GHz。微觀結(jié)構(gòu)研究表明閉孔珍珠巖是連續(xù)釉化面與特殊蜂窩結(jié)構(gòu)的相間分布的類球型顆粒、內(nèi)部含有大量空腔。與吸波材料涂掛復合時，吸波材料在珍珠巖表面及空腔內(nèi)均勻分散，形成了性能良好的諧振吸波體。該諧振體與水泥基材料復合，可有效的拓寬水泥基材料的吸波帶寬。
　　綜合上述研究，本文最后設計不同