铁纤维吸波织物的结构设计及其作用机理研究

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作为隐身技术的核心基础,雷达波吸收材料可显著提高军事目标的生存能力和武器系统的突防能力。此外,吸波材料在工业生产、劳动防护以及在提高电子器件和设备性能等民用方面的应用范围日益拓展,已经深入到通讯抗干扰、电子信息保密、环保及人体防护等诸多领域。开发“频带宽、重量轻、厚度薄、吸收率高”的吸波材料,开展其结构、性能及作用机理研究,已成为电磁屏蔽及隐身技术的研究热点与学科前沿。  目前,国内外关于吸波材料的研究已经取得了很大进展,可在很宽的频带内实现高吸收。然而这些研究大多采用微粉或纤维等吸波剂通过涂覆或填充工艺,制备硬质吸波材料,其形状适应性、便携性等受到明显限制。  铁纤维具有磁导率高、磁损耗大和吸收效率高等优点,其吸波机理具备电损耗和磁损耗双重机制。论文依据柔性吸波材料的实际应用要求,采用集束拉拔法制备了纺织级铁纤维;依据铁纤维的纺织性能,从多组分纤维配伍入手,研究了适于铁纤维的纺纱工艺、织造工艺;依据吸波材料表层阻抗匹配和内层损耗吸收的设计原则,设计开发了多层铁纤维混纺织物、铁纤维与不锈钢纤维的双层、三层组合织物,研究了铁纤维、纤维混合体及其多层结构复合体的电磁性能;阐明了织物电磁参数、微波吸收性能与纺织工艺、织物结构间的关系,解决了柔性吸波材料工程设计中的关键问题。为开发厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强的柔性吸波织物提供了理论依据和技术工程设计方法。探索柔性吸波织物在雷达隐身作战服、特殊作业环境人员的职业防护服、军用雷达隐蔽遮盖面料等领域的应用新途径。  论文采用HFSS分析软件对铁纤维织物的吸波性能进行了有限元数值模拟,探索了HFSS全波三维电磁仿真软件在织物吸波性能研究中的可行性。
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