東華大學紡織學院許福軍教授團隊近日在吸波復合材料領域取得新進展。

　　據介紹，雷達吸波材料(RAM)可以將入射電磁能量轉化為歐姆損耗，實現雷達隱身，已在許多先進飛機上得到應用。理想的RAM應具有吸收帶寬、重量輕、機械強度好的特點。三維機織間隔復合材料(3DWSC)具有多維性和可嵌入性的特點，是作為高性能電磁波吸收材料的理想設計平臺。

　　以碳納米管作為材料介電性能調控因子，制備介電性能可調控的碳納米管/環氧樹脂泡沫，并以三維機織間隔織物作為骨架，開發兼具承載能力的三維機織間隔織物增強碳納米管/環氧泡沫復合材料。該復合材料力學性能優異，在30J能量的沖擊下仍保持完整結構。

　　圖1 三維機織間隔復合材料的制備示意圖

　　不同含量的碳納米管摻雜到環氧樹脂發泡體系當中制備碳納米管/環氧樹脂泡沫，其介電常數和介電損耗隨著碳納米管填料含量增加近乎線性增長，可實現對其介電性能的定量調控。

　　圖2 不同碳納米管含量的碳納米管/環氧樹脂樣品

　　在30J沖擊能量下，以碳納米管/環氧泡沫制備的吸波復合材料的吸收能量為26.83J。與普通的三維機織間隔復合材料相比，吸收的能量提高了85.0%，并能夠保持完整結構而不出現明顯破壞。

　　圖3 吸波復合材料的沖擊測試

　　根據Dallenbach吸波原理，開發的吸波復合材料在4-18GHz的頻率范圍內具有5.5GHz的有效吸收帶寬(RL<-10dB)，在5.5-18GHz頻率范圍內，吸收率可達70%以上。相同尺寸的吸波復合材料在10GHz時的雷達散射面積(RCS)僅為碳纖維復合材料的1%。

　　圖4 吸波復合材料的雷達吸收性能

　　該成果以“三維編織間隔織物增強碳納米管/環氧泡沫復合材料復合介電常數建?！保∕odulation of complex permittivity of carbon nanotubes/epoxy foam composites reinforced by three-dimensional woven spacer fabric）為題，發表于《復合材料結構》（Composite Structure）雜志。