吸波材料、微波暗室
關注創建者：李新濤 創建時間：2020-01-19
吸波材料、微波暗室的視頻教程
如何應用HyperStudy+Feko進行吸波材料/透波材料的快速優化
如何應用HyperStudy+Feko進行吸波材料/透波材料的快速優化 適用人群：從事天線、雷達隱身電磁性能設計優化等方向的科院院所和研究所 專業技術人員 如何應用HyperStudy+Feko進行吸波材料/透波材料的快速優化【已結束】 直播時間：2020-12-10 19:30 內容大綱： 1、 常用的工程優化技術背景 2、 為什么采用HyperStudy來進行電磁場的優化 3、 HyperStudy
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吸波材料、微波暗室的實例教程
<p>本案例采用有限元分析軟件COMSOL Multiphysic創建了一種用于電波暗室中電磁波測量的錐形吸波體結構，并對吸波體結構的材料種類和性能進行了分析，重點分析了不同錐體入射角、不同頻率以及不同材質對吸波性能的影響。幾何模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/297d1485d161434988c2f00b13ae5d54.png" alt="m1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 幾何模型</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/12ca9b9bb46444108b09ac5573ab7f7c.png" title="m2.png" alt="m2.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/12ca9b9bb46444108b09ac5573ab7f7c.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/12ca9b9bb46444108b09ac5573ab7f7c.png?
展開 碳納米管與 NiO 兩相協同作用可以明顯改善阻抗匹配并帶來優異的微波吸收性能，另外 NiO薄層作為碳納米管與天然橡膠之間的緩沖層，改變了碳納米管與橡膠之間的界面相互作用，使聲子或電子更容易轉移，為熱傳導提供了快速路徑，使得所制備的復合材料具有更小的界面熱阻，顯著提高了熱導率。通過改變原子沉積 NiO 薄層的循環次數，可以有效控制 NiO 的厚度，達到對性能的調控。當 NiO 薄層循環 100 次時，所制備的復合材料（CNT@NiO 與天然橡膠混合質量比為（1:9）在 17.5 GHz 處具有-43.6 dB 反射損耗值兼具 1.05 W/(m·K)的導熱性能。
圖9 碳納米管表面原子層沉積氧化鎳生長過程示意。
進一步地，在采用核殼雙功能填料的同時，采用顆粒復配原則以獲得性能更好地導熱吸波復合材料。例如 Choi 等采用了一種簡單高效的干法工藝，制備了 Al2O3/Fe-12.5%Cr 以及 Al2O3/Fe-6.5%Si 的核殼復合材料，通過不同大小顆粒尺寸的復配原則進行最密堆積填充，所制備的導熱吸波貼片材料獲得了 5.1 W/(m·K)的高導熱性，并且在低頻 1GHz 處具有-4 dB 的良好吸波性能。
雖然單一雙功能粉體即可兼具導熱與吸波雙功能，但目前所制備的粉體的性能普遍不高，導熱與吸波性能依舊存在著相互制約。優異的導熱吸波復合材料需要材料內的吸波成分充分分散、隔離以提高吸波效果，材料內部的導熱成分高連續、低缺陷形成熱通路網鏈結構，急需研發新型結構的導熱吸波復合材料。
展開 課程內容：
1、 常用的工程優化技術背景
2、 為什么采用HyperStudy來進行電磁場的優化
3、 HyperStudy結合Feko進行優化的流程與思路
4、 案例分享與技術答疑
培訓時間：
2020年11月26日（周四） 19::30~ 21:30
主講講師：
焦金龍
目前就職與Altair公司，高頻電磁團隊高級技術經理，具有8年以上天線設計經驗； 13年以上電磁仿真的工程應用經驗； 豐富的系統級電磁兼容仿真與工程經驗； 專業與研究方向：電磁兼容、天線設計、天線罩及多物理場、計算電磁學與電波傳播等。
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展開 ERG / Si3N4復合吸收劑吸收機制
2.碳納米管基復合吸波材料
碳納米管是由碳原子的六角點陣二維石墨片繞中心軸按一定的螺旋角卷曲而成的無縫管狀結構，具有較大的比表面積、低比重、小直徑、高縱橫比、高電導率、高機械強度的一維介電損耗材料，碳納米管的吸波機理主要是其作為偶極子在電磁場作用下會產生耗散電流，在周圍的基體作用下，耗散電流被衰減，使得電磁波能量轉化成熱能耗散掉。因此它在吸波材料中的應用具有很大的前景。碳納米管特殊的表面效應利于改性和負載磁性金屬粒子，可以調節其阻抗匹配和分散性能。
Lei Wang等[3]通過簡單的水熱法成功合成了包裹多壁碳納米管的空心立方體ZnSnO3復合材料（ZSO @ CNTs）（如圖3）。作者研究了不同的反應溫度下ZSO @ CNT復合材料的復介電常數特性以優化復合材料形貌來增強微波吸收性能。研究結果表明，ZSO @ CNT-130°C復合材料在13.5 GHz時，最大反射損耗可達-52.1 dB，并在厚度僅為1.6mm時，吸收帶寬可達3.9GHz。從1至5 mm調整模擬厚度，ZSO @ CNT復合材料的有效吸收帶寬（RL <-10 dB）可達到14.16 GHz（2-18 GHz的88.8％）。研究發現，優異的微波吸收性能歸因于極化，傳導損耗和特殊空心籠結構之間的協同效應。本文提出的特殊可控結構為實現高性能微波吸收劑提供有效途徑。
圖3. ZSO @ CNTs復合材料微波損耗機制
3.多孔碳基復合吸波材料
納米多孔碳材料因其豐富的空隙、大比表面積及易于設計等特點在工業上展現出巨大的應用潛力,而通過調控其組成結構以獲得更優的性能并實現制備成本的控制一直是研究的重點。
展開 本文設計了一型吸波劑和基體配比固定、具有三層方陣結構的吸波超材料，通過反演各層方陣單元的等效電磁參數，提出了其多層等效模型；進一步分析了該吸波超材料對目標RCS 的衰減作用。結果表明：逐層增加 MZ 材料的體積占比可使等效重量僅與單層 2.4mm 厚 MZ 材料相當的三層方陣結構呈現良好的阻抗漸變特性，對 4.43～18.00GHz 頻段電磁波的反射率低于-10dB；提出的多層等效模型忽略了邊緣效應及層間耦合作用，具有一定局限性；通過前置設計的三層方陣結構可明顯縮減金屬平板的回波散射強度、呈現良好雷達隱身性能。 本文涉及的知識點包括吸波材料的吸波性能優化設計，等效電磁參數提取，基于傳輸線理論的多層吸波材料反射率計算，RCS仿真分析等內容。
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吸波材料、微波暗室的最新內容
來源 | 哈爾濱工程大學學報
作者 | 王孟奇，李維，崔正明，陳志宏，官建國
單位 | 武漢理工大學 材料復合新技術國家重點實驗室
摘要: 針對電子和通訊設備小型化、高度集成化帶來的散熱和電磁兼容困難問題，本文研究分析了導熱吸波材料的發展現狀，從單一的導熱功能材料和吸波功能材料的設計制備出發，歸納了導熱機理與吸波機理以及影響導熱和吸波性能的重要因素
<p>本案例采用有限元分析軟件COMSOL Multiphysic創建了一種用于電波暗室中電磁波測量的錐形吸波體結構，并對吸波體結構的材料種類和性能進行了分析，重點分析了不同錐體入射角、不同頻率以及不同材質對吸波性能的影響。幾何模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/297d1485d161434988c2f00b13ae5d54
隨著電子信息時代的到來，由電磁輻射引起的電磁干擾和污染問題變得愈發嚴重。 因此，開發一種理想的微波吸收材料成為了科研領域中的一項熱點問題。為了解決電磁輻射和電磁干擾，許多研究人員進行了各種嘗試。一般來說，最常見的微波吸收材料主要由介電損耗材料和磁損耗材料兩部分組成。一種常見的合成方法是將輕質碳基材料（石墨烯、碳納米管和碳纖維）與金屬磁性材料（鐵和鐵氧體）結合，通過調整復介電常數和復磁導率來提高微波
吸波材料研發意義
如今，先進的電磁波(EMW)吸收材料正被廣泛應用于無人駕駛、第五代通信、地外探索等新興領域，以應對電磁干擾和通信安全帶來的挑戰。通常，理想微波吸收(MA)材料的主要指標應該是高反射損耗(RL)、寬有效吸收帶寬(EAB)、低填料負載和薄匹配厚度。雖然在制造新型毫安時材料方面取得了顯著進展，如石墨烯、碳納米管、鐵氧體等。合成過程的復雜性、阻抗不匹配和這些材料的低衰減能力仍然使得新吸收材料的開發面臨許多
課程內容：
1、 常用的工程優化技術背景
2、 為什么采用HyperStudy來進行電磁場的優化
3、 HyperStudy結合Feko進行優化的流程與思路
4、 案例分享與技術答疑
培訓時間：
2020年11月26日（周四） 19::30~ 21:30
主講講師：
焦金龍
目前就職與Altair公司，高頻電磁團隊高級技術經理，具有8年以上天線設計經驗； 13年以上電磁仿真的工程應用經驗
本文設計了一型吸波劑和基體配比固定、具有三層方陣結構的吸波超材料，通過反演各層方陣單元的等效電磁參數，提出了其多層等效模型；進一步分析了該吸波超材料對目標RCS 的衰減作用。結果表明：逐層增加 MZ 材料的體積占比可使等效重量僅與單層 2.4mm 厚 MZ 材料相當的三層方陣結構呈現良好的阻抗漸變特性，對 4.43～18.00GHz 頻段電磁波的反射率低于-10dB；提出的多層等效模型忽略了邊緣效應及層間耦合作用
【引言】
由于碳材料具有優異的介電性能、良好的復合特性、特殊的微觀結構、較低的比重、較強的化學穩定性以及使用便捷、維護簡單等優點，在雷達吸波領域有著廣闊的應用前景，已逐漸成為學界與工業界所追逐的熱點研究對象與應用方向。但單一碳材料介電常數較大，不利于阻抗匹配，導致其吸波性能較差，而且作為納米材料，碳材料之間的團聚程度高
根據日本產經新聞社6月19日報道，日本崇城大學工學部碳納米學科副教授池永和敏領導的團隊開發出一種纖維增強復合材料微波分解技術。該技術利用微波對纖維和樹脂進行分離，為FRP廢棄物的回收再利用打開了全新的思路。自2016年日本熊本地震過后，受災地區有大量FRP制品遭到破壞，該技術的開發有望給予這些制品新的生命。
纖維增強復合材料是將玻璃纖維等纖維材料與樹脂結合固化后形成的輕質高強新材料，便于設計加工
應用：
高聚物材料表面清洗與改性
產品特性：
本品采用遠程微波等離子體（Remote Microwave Plasma），等離子體產生效率高，樣品處理均勻；
真空系統采用2XZ-2型旋片真空泵，極限真空6×10－2帕；
2～4路氣體輸入，1路或2路進入微波等離子體源處形成遠程等離子體進入反應室，另外的氣路由反應室內頂部（樣品臺上方）呈環形均流輸入；可用氮氣、氧氣、氦氣和大氣等常用氣體
