高温吸波陶瓷基复合材料

本书基于作者团队的研究成果，系统介绍了高温吸波陶瓷基复合材料结构设计、材料制备及电磁性能调控。首先介绍了高温吸波材料的研究进展，在此基础上，详细介绍了吸波材料的多尺度结构设计、连续纤维的微结构与电磁性能、陶瓷基体的微结构与电磁性能、单一纤维增强陶瓷基复合材料及其性能、多层结构吸波陶瓷基复合材料的设计与性能、周期性结构吸波陶瓷基复合材料的设计与性能。
本书可供吸波材料、隐身材料、陶瓷基复合材料等领域的研究人员参考使用。

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第1章 绪论 001
1.1 雷达隐身技术 002
1.2 电磁波吸收原理 006
1.2.1 电磁损耗机制 009
1.2.2 电磁参数与吸波性能 011
1.3 常用吸波材料 013
1.3.1 导电聚合物 014
1.3.2 磁性金属及其化合物 014
1.3.3 碳材料 015
1.3.4 耐高温陶瓷 020
1.4 吸波陶瓷基复合材料 026
1.5 吸波陶瓷基复合材料所面临的挑战 030
参考文献 031

第2章 吸波材料的多尺度结构设计 035
2.1 引言 036
2.2 材料对电磁波的响应特性 036
2.3 单层吸波材料 039
2.3.1 目标介电常数 039
2.3.2 微观结构设计 041
2.4 宽频吸波材料 046
2.4.1 多层结构设计 046
2.4.2 周期性结构设计 049
2.5 结构型吸波陶瓷基复合材料 052
2.5.1 纤维 053
2.5.2 界面和基体 056
2.5.3 各结构组元的阻抗匹配设计原则 059
2.6 吸波陶瓷基复合材料的微结构 060
2.7 宽频吸波陶瓷基复合材料的宏观结构 063
参考文献 065

第3章 连续纤维的微结构与电磁性能 069
3.1 国产SLF SiC纤维 070
3.2 国产Amosic-Ⅱ SiC纤维 072
3.2.1 微结构与本征电磁性能 072
3.2.2 纤维表面改性 074
3.3 国产Amosic-Ⅲ SiC纤维 079
3.3.1 微结构与本征电磁性能 079
3.3.2 热处理对纤维微结构和电磁性能的影响 083
3.4 日本ZMI SiC纤维 086
3.5 美国Nextel 610纤维 091
3.6 T300-碳纤维 096
参考文献 099

第4章 陶瓷基体的微结构与电磁性能 103
4.1 引言 104
4.2 CVD工艺制备SiCN陶瓷 104
4.2.1 CVD-SiCN陶瓷的热力学相图 105
4.2.2 CVD-SiCN陶瓷的电磁性能 107
4.3 PDCs硅基陶瓷及其本征电磁性能 113
4.3.1 PDCs-SiCN陶瓷 113
4.3.2 PDCs-SiOC陶瓷 118
4.3.3 PDCs-SiC陶瓷 121
4.3.4 PDCs-SiBCN陶瓷 125
4.4 吸波相改性陶瓷基体 130
4.4.1 CNT改性SiOC陶瓷 130
4.4.2 纳米SiC改性SiOC陶瓷 133
4.4.3 纳米SiC改性SiBCN陶瓷 136
4.5 化学改性先驱体制备SiOC陶瓷基体 140
4.6 吸波陶瓷的基底诱导晶化 144
参考文献 148

第5章 单一纤维增强陶瓷基复合材料及其性能 153
5.1 引言 154
5.2 纤维增强SiCN基复合材料 154
5.2.1 国产Amosic-Ⅱ SiC纤维增强SiCN基复合材料 154
5.2.2 日本ZMI SiC纤维增强SiCN基复合材料 156
5.2.3 国产Amosic-Ⅲ SiC纤维增强SiCN基复合材料 158
5.2.4 美国Nextel Al2O3纤维增强SiCN基复合材料 159
5.3 SiC纤维增强SiBCN基复合材料 162
5.4 SiC纤维增强Si3N4基复合材料 165
5.4.1 日本 ZMI SiC纤维增强Si3N4基复合材料 165
5.4.2 国产Amosic-Ⅲ SiC纤维增强Si3N4基复合材料 168
5.5 SiC纤维增强Si3N4-SiOC基复合材料 172
5.6 吸波型SiCf/Si3N4复合材料的力学性能 177
参考文献 184

第6章 多层结构吸波陶瓷基复合材料的设计与性能 187
6.1 引言 188
6.2 三层Jaumann型吸波陶瓷基复合材料 188
6.2.1 结构设计 188
6.2.2 室温吸波性能 190
6.2.3 高温吸波性能 193
6.3 双层阻抗匹配型SiCf/EP复合材料 196
6.3.1 结构参数优化 196
6.3.2 吸波性能验证 198
6.3.3 多尺度吸波机理 198
6.4 双层阻抗匹配型SiCf/Si3N4复合材料 200
6.4.1 结构参数优化 200
6.4.2 制备和性能验证 202
6.5 三层阻抗匹配型陶瓷基复合材料 207
6.5.1 本征电磁性能 207
6.5.2 双层层合板结构 209
6.5.3 三层层合板结构 211
6.5.4 实验验证 213
参考文献 214

第7章 周期性结构吸波陶瓷基复合材料的设计与性能 217
7.1 引言 218
7.2 周期性楔形结构Cf/SiC复合材料 219
7.2.1 结构设计与制备 219
7.2.2 室温吸波性能 221
7.2.3 高温吸波性能 227
7.3 周期台阶结构SiCf/Si3N4复合材料 228
7.3.1 结构设计与制备 229
7.3.2 室温吸波性能 233
7.3.3 高温吸波性能 236
7.4 三明治结构SiCf/Si3N4复合材料 239
7.4.1 连续三明治结构SiCf/Si3N4复合材料 240
7.4.2 非连续三明治结构SiCf/Si3N4复合材料 243
7.4.3 多尺度吸波机理 247
参考文献 253