纤维增强树脂基吸波复合材料的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.10.024

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (10): 178-189.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.10.024

纤维增强树脂基吸波复合材料的研究进展

胡婉欣, 尹洪峰(), 袁蝴蝶, 汤云, 任小虎

西安建筑科技大学材料科学与工程学院，西安 710055

收稿日期:2022-05-27 出版日期:2022-10-26 发布日期:2022-10-27
通讯作者: 尹洪峰（1965—），男，教授，主要从事耐火材料、陶瓷基复合材料、功能复合材料以及固体废弃物综合利用等的研究，yinhongfeng@xauat.edu.cn
E-mail:yinhongfeng@xauat.edu.cn

Research progress in fiber⁃reinforced⁃resin matrix microwave absorbing composites

HU Wanxin, YIN Hongfeng(), YUAN Hudie, TANG Yun, REN Xiaohu

School of Materials Science and Engineering，Xi'an University of Architecture and Technology，Xi′an 710055，China

Received:2022-05-27 Online:2022-10-26 Published:2022-10-27
Contact: YIN Hongfeng E-mail:yinhongfeng@xauat.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

简述了吸波材料的电磁屏蔽机制、吸波剂的分类和损耗机制以及微波波段的划分与应用，并从材料的选择、结构的设计以及获得的吸波效果等方面对目前纤维增强树脂基吸波复合材料的研究进行了对比总结，重点阐述了单层结构、多层结构、多层夹心结构以及频率选择表面的主要特点和研究现状。最后提出了纤维增强树脂基吸波复合材料目前存在的问题，并对今后的发展进行了展望。

关键词: 吸波性能, 复合材料, 结构型吸波材料, 纤维, 树脂基体

Abstract:

This article introduced the electromagnetic shielding mechanisms， the classification of absorbers and microwave loss mechanisms， the division and applications of microwave bands， and the current research on the fiber⁃reinforced⁃resin microwave absorbing composites. The single⁃layer， multi⁃layer， multi⁃layer sandwich structure， and frequency selective surface of the composites were mainly discussed. Finally， the existing problems and outlook of the fiber⁃reinforced⁃resin microwave absorbing composites were proposed.

Key words: microwave absorbing property, composite, structural microwave absorbing material, fiber, resin matrix

中图分类号:

TQ327

胡婉欣, 尹洪峰, 袁蝴蝶, 汤云, 任小虎. 纤维增强树脂基吸波复合材料的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(10): 178-189.

HU Wanxin, YIN Hongfeng, YUAN Hudie, TANG Yun, REN Xiaohu. Research progress in fiber⁃reinforced⁃resin matrix microwave absorbing composites[J]. China Plastics, 2022, 36(10): 178-189.

图/表 12

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名称	范围	应用
超高频	300 MHz~1 GHz	移动通信、搜索雷达
L波段	1~2 GHz	远程对空警戒雷达、空中交通管制雷达、卫星导航系统、搜索跟踪雷达
S波段	2~4 GHz	机场终端监视雷达、中距离警戒雷达、跟踪雷达、卫星通信、气象雷达
C波段	4~8 GHz	手持战场监视、导弹控制、地面监视雷达、跟踪雷达、卫星电视广播和小型卫星地面站、气象雷达
X波段	8~12 GHz	短距离火控雷达、成像雷达、警用测速雷达
Ku波段	12~18 GHz	卫星通信和高分辨的测量
K波段	18~27 GHz	卫星通信和高分辨的测量
Ka波段	27~40 GHz	卫星通信和高分辨的测量

名称	范围	应用
超高频	300 MHz~1 GHz	移动通信、搜索雷达
L波段	1~2 GHz	远程对空警戒雷达、空中交通管制雷达、卫星导航系统、搜索跟踪雷达
S波段	2~4 GHz	机场终端监视雷达、中距离警戒雷达、跟踪雷达、卫星通信、气象雷达
C波段	4~8 GHz	手持战场监视、导弹控制、地面监视雷达、跟踪雷达、卫星电视广播和小型卫星地面站、气象雷达
X波段	8~12 GHz	短距离火控雷达、成像雷达、警用测速雷达
Ku波段	12~18 GHz	卫星通信和高分辨的测量
K波段	18~27 GHz	卫星通信和高分辨的测量
Ka波段	27~40 GHz	卫星通信和高分辨的测量

材料	测试频率范围/GHz	反射损耗（R_L）/dB	带宽（R_L≤-10 dB）/GHz	结构	文献
石墨/GF/树脂	12.4~18	-16.8	3	单层结构	［34］
CB/GF/EP	8.2~12.4	-21	3.6	单层结构	［9］
MWCNT/GF/EP	12~18	-29.2	4.91	单层结构	［35］
CIP/CNT/PVA	2~18	-50	6.3	单层结构	［36］
FeCuNbSiB/GF/EP	2~18	-30.5	14.8	单层结构	［37］
CB/SiO_2f/PI	8~18	-46.18	3.95	双层结构	［41］
MWCNT/Fe₃O₄ NPs/GF/EP	8.2~12.4	-45.7	X波段	双层结构	［16］
ACFFS/GF/CF/EP	2~18	-38.54	11.33	三层结构	［42］
MWCNT/GF/EP	8.2~12.4	-61.9	X波段	多层结构	［43］
MWCNT/GF/EP	2~18	-36	13	蜂窝芯结构	［50］
MWCNT/CI/GF/CF/EP	2~40	-46	18.37	蜂窝芯结构	［51］
GFRP/NCF	4~18	-24	11	泡沫芯结构	［53］
GF/CF/PVC/EP	2~18	-18	16	泡沫/FSS结构	［55］
SEBS/CB/石墨	1~18	-38	15.69	波纹芯结构	［57］
MWCNT/CI/GF/CF/EP	2~30	-34	16.31	晶格芯结构	［59］
RGO/GF/EP	8~18	-32	X~Ku波段	FSS	［68］
碳材料/ABS	2~18	-	12.7	金字塔结构	［72］

材料	测试频率范围/GHz	反射损耗（R_L）/dB	带宽（R_L≤-10 dB）/GHz	结构	文献
石墨/GF/树脂	12.4~18	-16.8	3	单层结构	［34］
CB/GF/EP	8.2~12.4	-21	3.6	单层结构	［9］
MWCNT/GF/EP	12~18	-29.2	4.91	单层结构	［35］
CIP/CNT/PVA	2~18	-50	6.3	单层结构	［36］
FeCuNbSiB/GF/EP	2~18	-30.5	14.8	单层结构	［37］
CB/SiO_2f/PI	8~18	-46.18	3.95	双层结构	［41］
MWCNT/Fe₃O₄ NPs/GF/EP	8.2~12.4	-45.7	X波段	双层结构	［16］
ACFFS/GF/CF/EP	2~18	-38.54	11.33	三层结构	［42］
MWCNT/GF/EP	8.2~12.4	-61.9	X波段	多层结构	［43］
MWCNT/GF/EP	2~18	-36	13	蜂窝芯结构	［50］
MWCNT/CI/GF/CF/EP	2~40	-46	18.37	蜂窝芯结构	［51］
GFRP/NCF	4~18	-24	11	泡沫芯结构	［53］
GF/CF/PVC/EP	2~18	-18	16	泡沫/FSS结构	［55］
SEBS/CB/石墨	1~18	-38	15.69	波纹芯结构	［57］
MWCNT/CI/GF/CF/EP	2~30	-34	16.31	晶格芯结构	［59］
RGO/GF/EP	8~18	-32	X~Ku波段	FSS	［68］
碳材料/ABS	2~18	-	12.7	金字塔结构	［72］

结构类型	优点	缺点
单层结构	制备简单、可调节吸收频率	提升空间小
多层结构	制备简单、性能优异	提升空间较小
多层夹心结构	性能优异、可调节性高	制备复杂
FSS	制备简单、性能优异、可调节性高	力学性能差
塔型结构	多角度吸收	空间占比大，制备方法局限

纤维增强树脂基吸波复合材料的研究进展

Research progress in fiber⁃reinforced⁃resin matrix microwave absorbing composites

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