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【发明授权】一种基于反射特性的碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法_北京工业大学_202010233676.0 

申请/专利权人:北京工业大学

申请日:2020-03-30

公开(公告)日:2022-12-02

公开(公告)号:CN111380928B

主分类号:G01N27/22

分类号:G01N27/22;G01N23/00

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2022.12.02#授权;2020.07.31#实质审查的生效;2020.07.07#公开

摘要:一种碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法,涉及电磁波反射系数的计算方法,属于无损检测技术领域。碳纳米管是隐身技术中的重要吸波材料,不同体积占比碳纳米管吸波材料吸波性能检测与评价是工程应用研究的热点问题。在以电磁波反射特性为主的吸波性能检测中,反射系数曲线包含吸波材料吸波性能方面的许多信息,例如:‑10dB带宽,反射系数最小值,中心频率。本发明基于吸波材料中电磁波反射特性理论建模,提出利用反射系数表征碳纳米管吸波材料吸波性能的新方法,利用等效电阻—电容网络模型,定量分析碳纳米管吸波材料的介电特性;利用层状介质传播模型,分析电磁波在金属衬底吸波介质中传播时的反射特性,提取特征参数,实现了不同体积占比碳纳米管吸波材料的吸波性能检测。

主权项:1.一种基于反射特性的碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法,其特征在于,该方法按照如下步骤进行:步骤1:碳纳米管聚合物复合材料复介电常数的公式;在碳纳米管聚合物复合材料复介电常数的计算中,利用等效电阻-电容网络模型,进行计算;步骤2:金属衬底单层吸波结构材料的反射系数计算;步骤3:-10dB最大吸波带宽随碳纳米管体积百分比与厚度变化规律分析;提取反射系数中-10dB带宽参量,探究-10dB带宽随碳纳米管体积占比和厚度的变化规律,从而确定吸波效果对应的体积占比、厚度范围以及最大吸波带宽对应体积占比与厚度;步骤4:反射系数最小值随碳纳米管体积百分比与厚度变化规律分析;提取反射系数中反射系数最小值参量,寻找反射系数最小值随碳纳米管体积占比和厚度的变化规律,确定反射系数最小值对应体积占比与厚度;步骤5:中心频率随碳纳米管体积百分比与厚度变化规律分析;提取反射系数中中心频率参量,探寻中心频率随碳纳米管体积占比和厚度的变化规律;步骤1的利用等效电阻-电容网络模型计算过程如下, 式中: 其中:εc、εp分别表示为碳纳米管和聚合物的相对复介电常数,vd和vm分别为聚合物与金属碳纳米管在复合材料中所占的体积百分比,ε0为真空介电常数,ε′p和ε″p分别为聚合物相对复介电常数的实部和虚部,ε′c为金属碳纳米管的相对复介电常数的实部,σm为直流电导率,其中,ε′p、ε″p、ε′c和σm均为常数,ω为入射波角频率;步骤2中,电磁波反射系数的计算利用金属衬底单层吸波结构模型,进行如下计算: 其中:η1和η2分别为电磁波在自由空间和吸波介质中的波阻抗,k2为电磁波在吸波介质中传播的波数、d为介质厚度。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 北京工业大学 一种基于反射特性的碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法

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