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内容简介

  高温吸波结构材料特指可承受热、力载荷,具备吸波功能,并可维持装备外形的一类结构、功能一体化材料。高温吸波结构材料是破解目前新一代军事飞行器高温部件隐身问题的重要出路,对于提升武器装备的突防与生存能力具有重要的军事意义。《高温吸波结构材料》深入总结了作者十余年来在高温吸波结构材料方面的研究成果,系统阐述了高温吸波结构材料需求和应用、高温吸波结构材料体系组成及制备方法、传统和超材料吸波材料的结构形式及设计方法、典型高温吸波结构材料与构件制备及性能等内容。

目录

目录
丛书序
前言
第1章高温吸波结构材料需求及应用1
1.1高温吸波结构材料概念与内涵1
1.2高温吸波结构材料的军事需求3
1.2.1侦察预警威胁5
1.2.2拦截威胁7
1.2.3武器装备高温部件工况及暴露征候分析9
1.3高温吸波材料研究现状与应用11
1.3.1国外高温吸波材料12
1.3.2国内高温吸波材料15
1.4高温吸波结构材料的难点17
参考文献20
第2章高温吸波结构材料体系组成以及制备方法26
2.1高温吸波结构材料体系组成26
2.1.1承载功能相27
2.1.2吸波功能相46
2.2SiC/SiC复合材料特性及其制备方法48
2.2.1碳化硅纤维电性能48
2.2.2SiC/SiC复合材料制备工艺及其对复合材料电性能影响59
2.2.3SiC/SiC热结构复合材料研究应用现状简述66
2.3Oxide/Oxide复合材料特性及其制备方法70
2.3.1Oxide/Oxide复合材料制备工艺70
2.3.2Oxide/Oxide复合材料性能及应用现状72
参考文献75
第3章传统雷达吸波材料结构形式及其优化设计方法93
3.1传统结构形式雷达吸波材料优化设计方法93
3.1.1反射率计算方法93
3.1.2优化方法96
3.2Salisbury屏吸收体103
3.3单层吸波材料105
3.3.1单层吸波材料完全吸收条件下的电磁参数范围106
3.3.2单层吸波材料一定反射率阈值条件下的电磁参数范围109
3.4多层阻抗匹配吸波材料111
3.4.1多层阻抗匹配吸波材料的阻抗渐变原则111
3.4.2多层阻抗匹配吸波材料的最佳层数112
3.5Jaumann吸收体114
3.6夹层结构吸波材料115
3.6.1夹层结构吸波材料吸波性能优化及其对材料性能要求116
3.6.2夹层结构吸波材料吸波性能参数敏感度分析121
参考文献122
第4章超材料吸波材料结构形式及其优化设计方法124
4.1电磁超材料在吸波技术中的应用概况124
4.1.1电磁超材料的概念124
4.1.2高阻抗表面吸波材料126
4.1.3电磁吸波超材料128
4.2超材料吸波材料的优化设计方法131
4.2.1解析方法131
4.2.2数值计算方法134
4.2.3等效电路法139
4.3电阻型超材料吸波材料142
4.3.1电阻型超材料吸波材料的等效电路模型分析142
4.3.2电阻型超材料吸波材料极限吸波带宽分析146
4.3.3电阻型超材料吸波材料周期结构特性对吸波性能影响147
4.3.4电阻型超材料吸波材料介质层厚度对吸波性能影响150
4.3.5电阻型超材料位置对吸波材料吸波性能影响152
4.3.6双层电阻型超材料吸波材料的吸波性能154
4.4导体型超材料吸波材料155
4.4.1短切线超材料吸波材料等效电路分析156
4.4.2短切线超材料吸波材料吸收频率160
4.4.3短切线超材料吸波材料吸收强度164
4.4.4短切线超材料吸波材料吸波频带展宽方法167
参考文献176
第5章典型高温吸波结构材料与构件制备及性能182
5.1单层结构高温吸波结构材料制备及性能182
5.1.1添加高温吸收剂技术方案182
5.1.2碳化硅吸波纤维技术方案189
5.2双层阻抗匹配结构高温吸波结构材料制备及性能191
5.3夹层结构高温吸波结构材料193
5.3.1夹层结构高温吸波结构材料制备及其吸波性能194
5.3.2夹层结构高温吸波结构材料反射率随温度变化机制197
5.4高温电阻型超材料吸波结构材料204
5.4.1高温电阻型超材料的体系设计206
5.4.2高温电阻涂层微观结构及导电机制207
5.4.3高温电阻涂层的制备及其电性能213
5.4.4基于单层高温电阻型超材料的吸波材料225
5.4.5基于双层高温电阻型超材料的吸波材料234
5.5高温导体型超材料吸波结构材料237
5.5.1均质短切线超材料高温吸波结构材料238
5.5.2双层梯度短切线超材料高温吸波结构材料241
5.6典型构件制备以及性能验证242
参考文献245

前言/序言

  随着世界新军事革命的加速推进,武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化趋势更加显著,隐身性能已经成为新一代武器装备的典型特征和重要能力。特别是随着各类预警探测和拦截打击系统间组网能力的提升,使军事飞行器在未来信息化战争中面临着多平台、多传感器的预警探测和拦截武器的组网威胁,隐身性能成为飞行器生存与突防的关键。
  长久以来,隐身技术研究人员最为关注的是飞行器的前向与侧向隐身性能,更加注重的是飞行器的突防能力,但随着现代战争攻防转换速度的加快以及组网、立体化侦察打击威胁的加剧,包括尾向在内的全方位隐身已经成为重要的发展方向。发动机以及后体结构作为飞行器尾向最主要的雷达散射源,一方面受制于动力条件约束,外形隐身设计余地有限;另一方面受制于高温条件约束,发展相对成熟的以磁损耗吸波材料为代表的常温吸波材料无法应用。因此,高温吸波材料技术成为解决飞行器尾向高温部件隐身问题的重要出路。此外,对于新一代高速飞行器,由于高速运动产生的气动热使装备表面温度较高,而受气动外形设计约束,外形隐身设计受到较大限制,其前向与侧向隐身性能也极大地受制于高温吸波材料的研制水平。
  高温吸波结构与涂层是高温吸波材料的两种重要形式。高温吸波结构材料特指可承受热、力载荷,具备吸波功能,并可维持装备外形的一类结构功能一体化材料。与高温吸波涂层相比,高温吸波结构材料的典型特征是具备承载功能,将之替代金属部件后,可在满足部件热、力使用性能要求的前提下赋予其雷达隐身功能,并且不会增加装备重量,从而产生显著的军事效益。《高温吸波结构材料》重点针对高温吸波结构材料展开讨论。

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