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SiC所具有的高導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度、熱膨脹低、與爐渣難以反映等優(yōu)良特性被作為爐渣反應(yīng)和高溫剝落嚴(yán)重部位耐火材料的主要原料使用。
隨著SiC加入量的增加其抗渣性能有一定的提高。SiC在高溫下的氧化是SiC質(zhì)耐火材料損毀室溫主要原因,根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算,SiC在高溫下氧化氣氛下的不穩(wěn)定是十分顯著的,然后它卻可以在1600℃的氧化氣氛下長期使用,著很大程度上是由于形成SiO2保護(hù)膜的結(jié)果。
目前,吸波材料在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。尤其在領(lǐng)域,為了加強(qiáng)自身建設(shè),通常將吸波材料涂層應(yīng)用于戰(zhàn)斗表面,以達(dá)到“隱身”的目的。吸波材料在裝備力量與電子科技中占據(jù)重要地位。
在國際上,美國對吸波材料作為“隱身材料”的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟,例如,美國將吸波性能良好的碳化硅材料作為涂層涂于軍事表面,減弱目標(biāo)向外散發(fā)的雷達(dá)特征與紅外線等,使得敵軍無法檢測到目標(biāo),從而在中占據(jù)優(yōu)勢 [1-2]。在海灣和科索沃,人們都可以看到有關(guān)“隱身材料”的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。因此,吸波材料作為“隱身”技術(shù)的應(yīng)用越來越重要,為增強(qiáng)我國軍事實(shí)力,建設(shè)事業(yè),必須對吸波材料進(jìn)行深入研究與應(yīng)用。
較為常見的吸波材料為碳化硅,可以用于一些電子設(shè)備、屏蔽設(shè)備等,尤其在信息化中,可以減弱目標(biāo)的光電特征、紅外信號等 [3]。碳化硅作為吸波材料,分為不同的類型,如鐵磁金屬微粉吸波材料、鐵氧體吸波材料、納米吸波材料、多晶鐵纖維吸波材料、陶瓷吸波材料、導(dǎo)電高聚物吸波材料。本文就通過試驗(yàn)研究碳化硅涂層的吸波性能,以期為事業(yè)作出貢獻(xiàn)。
碳化硅的原料有石英砂、石油焦等,又叫金剛砂,化學(xué)結(jié)構(gòu)為六方形晶體,通常比重為 3.2,硬度較大,平均為3000kg/mm2。碳化硅具有很多優(yōu)點(diǎn),如導(dǎo)熱系數(shù)高、膨脹系數(shù)小、體積小和強(qiáng)度高等。碳化硅涂層被電磁波影響,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)電流易受電磁場影響改變方向,同時由于材料的高電阻阻礙,電磁波的能量會變?yōu)闊崃可⑹?,即能量消耗,這樣雷達(dá)等電子設(shè)備的信號大大減弱,這種現(xiàn)象稱為吸波性能。
不同類型的碳化硅材料具有不同的吸波能力。例如,異形截面的碳化硅與邊界規(guī)則的碳化硅截面具有不同的吸波性能,不同碳化硅的表面曲率不同,其電荷聚集的能力也不同,通常曲率較小則容易聚集電荷。另外,不同厚度的涂層對吸波性能也有不同的影響。
討論
通過試驗(yàn)可得,碳化硅涂層越薄,吸波能力越低;涂層中所含碳化硅含量越低,吸波能力越低。當(dāng)涂層厚度與碳化硅含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時,涂層可承受 250℃高溫。在 150℃環(huán)境中,厚度為 1mm 的碳化硅涂層吸收強(qiáng)度保持在 20dB 左右。
通過對比分析可知,碳化硅涂層的適吸波能力為1mm,碳化硅涂層的多波段吸收可以跨越不同厚度的涂層。隨著碳化硅涂層厚度的減小,涂層吸收峰的峰位逐漸轉(zhuǎn)為高頻。
在一定范圍內(nèi),吸收峰的峰位變化與碳化硅含量成正比,碳化硅含量增加,則吸收峰峰位向高頻移動。相反,涂層厚度與吸收峰的峰位成反比,厚度增加,則吸收峰峰位移向低頻段。當(dāng)涂層厚度 1mm 時,碳化硅涂層的吸波性能佳。