低損耗抗靜電復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制備.pdf

1、飛機(jī)雷達(dá)罩不僅需要有足夠的強(qiáng)度承受外界環(huán)境對其產(chǎn)生的影響和破壞，還需要滿足高透波率的使用要求，這要求材料具有低的介電損耗。同時(shí)在高速飛行過程中，雷達(dá)罩表面會產(chǎn)生大量的靜電和電流，如果不能及時(shí)消除，將會影響雷達(dá)的正常工作。這又要求材料具有低的表面電阻率。對于單一材料而言，同時(shí)滿足低損耗和抗靜電這兩種性能是非常困難的。因此，研究和生產(chǎn)具有低介電損耗和抗靜電性能的聚合物基復(fù)合材料對于雷達(dá)罩而言具有十分重要的意義。
　　本文以介電性能良好

2、的環(huán)氧樹脂（EP）為基體，采用導(dǎo)電填料納米摻銻二氧化錫粉末（ATO）、多壁碳納米管（MWCNTs）和低損耗填料空心玻璃微珠（HGB）作為功能改性劑來同時(shí)調(diào)節(jié)復(fù)合材料的表面抗靜電性能和介電性能。制備了ATO/HGB/EP、MWCNTs/HGB/EP復(fù)合材料，通過合理的調(diào)節(jié)導(dǎo)電填料和低損耗填料之間的級配配比以及填料在基體中的分散狀況，從而調(diào)節(jié)復(fù)合材料的抗靜電性能和介電性能，使之達(dá)到應(yīng)用要求。分別研究了ATO和HGB的含量、體積配比，以及MW

3、CNTs和HGB含量、體積配比對ATO/HGB/EP復(fù)合材料、MWCNTs/HGB/EP復(fù)合材料抗靜電性能和介電性能的影響規(guī)律。
　　采用絕緣電阻測試儀、精密阻抗分析儀和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對復(fù)合材料的電阻率、介電常數(shù)和介電損耗、透波性能進(jìn)行了測試與表征。研究表明，隨著HGB含量的增加，復(fù)合材料的表面電阻率隨之增大，其介電常數(shù)和介電損耗隨之減小，且材料對電磁波的透過率隨之增大。隨著ATO含量的增加，材料的表面電阻率呈下降趨勢，材料的介電

4、常數(shù)和介電損耗隨之增大，且材料對電磁波的透過率隨之減小。此外，隨著MWCNTs含量的增加，復(fù)合材料的表面電阻率呈幾何級數(shù)下降，材料的介電常數(shù)和介電損耗隨之增大，且材料對電磁波的透過率隨之減小。
　　從材料的抗靜電性能和介電性能兩個(gè)方面綜合考慮，對于 ATO/HGB/EP復(fù)合材料體系而言，當(dāng)ATO含量為10wt％，ATO:HGB體積比為3:7時(shí)為最佳配方，此時(shí)材料的表面電阻率為4.82×1010Ω，功率透過系數(shù)約為0.82；在電磁頻

5、率為1.0×106Hz下，其介電常數(shù)和介電損耗分別為6.20和0.10。對于MWCNTs/HGB/EP復(fù)合材料體系而言，當(dāng)MWCNTs含量為0.1wt％，MWCNTs:HGB體積比為3:7時(shí)為最佳配方，此時(shí)其表面電阻率為4.50×1010Ω，功率透過系數(shù)約為0.85；在電磁頻率為1.0×106Hz下，其介電常數(shù)和介電損耗分別為5.68和0.15。
　　通過以上研究說明，兩種添加了導(dǎo)電填料和低損耗填料的復(fù)合材料體系，其表面電阻率，介