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    碳纖維復合材料可隱身飛機的吸波性能

       日期:2019-12-21     來源:碳譜科技    瀏覽:442    評論:0    
    核心提示:  飛機的隱身性能在眾多戰爭中得到有效驗證,擁有隱身性能飛機的生存能力和突防能力得到了大幅度提升。以南斯拉夫戰爭為例,眾
        飛機的隱身性能在眾多戰爭中得到有效驗證,擁有隱身性能飛機的生存能力和突防能力得到了大幅度提升。以南斯拉夫戰爭為例,眾多隱身戰機頻頻出動,不僅摧毀了眾多目標,而且也僅有一架隱身戰機被擊落。究其原因,主要在于它的表面隱身涂層和內部結構隱身可有效吸收雷達波,前者主要吸收高頻信號,后者主要吸收低頻信號,使飛機的雷達散射面積減到小程度,從而使飛機避開對方的雷達追蹤,避免被擊落的風險。


     
      一般吸波材料可分為兩大類,一是涂層吸波,二是結構吸波,碳纖維在這方面的應用屬于結構吸波。普通碳纖維對電磁波的反射體,不具備吸波性能,只有異形截面碳纖維和異形結構的碳纖維復合材料才具備吸波功能,而將碳纖維用作吸波材料時,需要格外注意這幾個方面:
     
      1、表面改性碳纖維
     
      在碳纖維表面沉積一層多孔碳?;蚋街粚佣嗫滋嘉⑶?,以改善其電磁性能,賦予一定的吸波性能。
     
      2、低溫碳化碳纖維
     
      低溫碳纖維是指后碳化溫度低于正常碳化溫度,其目的是調控電阻值。碳化溫度越高,電阻值越小,吸波性能越差。但是,碳化溫度低,影響碳纖維的抗拉強度和模量。應綜合考慮,尋找能兼顧電阻率、模量和抗拉強度的佳碳化溫度。
     
      3、蜂窩結構
     
      經過精心設計的蒙皮中碳纖維鋪層與入射波形成一定角度,賦予其一定的吸波能力。因為電場方向與纖維軸向平行,碳纖維的雷達波的反射體;當電場方向與纖維軸方向垂直或斜交纖維軸方向時,碳纖維具有一定的稀薄功能的同時,在蜂窩內裝的泡沫塑料中添加磁損耗和電損耗吸波劑,如碳粉、鐵氧體等,使入射雷達波多次反射,轉化為熱能而被吸收。這種結構吸波材料可用來制造機身、機翼和機頭等。
     
      4、驗證異形截面的碳纖維
     
      調控其形狀和大小,以制得所需的電阻和表面電阻率。在國內外都開展了這一研究工作。以日本東麗公司研制的異形截面碳纖維為例,所制得的異形截面碳纖維的抗拉強度可達4.43GPa,抗拉模量為245GPa,可用來制造吸波與承載的復合材料構件。
     
      5、混雜吸波結構
     
      增強纖維的電阻率變化很大。碳纖維是一種良導體,玻璃纖維的絕緣體,碳化硅纖維的半導體,根據表面電阻的設計參數,按照一定的比例將碳纖維與玻璃纖維混雜增強或將碳纖維與碳化硅纖維混雜增強,賦予其一定的吸波性能。這類吸波吸波屬于電損耗,磁損耗要比電損耗強的多。
     
      碳纖維作為戰略性新材料,不僅僅是在航天航空領域,其他如坦克裝甲材料、海上艦艇、導彈火箭武器等領域都擁有廣泛的應用,同時還是一種國防與國民經濟建設的關鍵戰略材料,是各國發展高新技術、國防尖端技術和改造傳統產業的物質基礎和技術先導,積極發展碳纖維復合材料相關技術具有非常重要的意義。
     
     
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