开题报告参考

中北大学毕业设计开题报告学生 姓名： 解晓娜 学 号： 0701034202学院、系：机电工程学院航空宇航工程系专 业:飞行器制造设计题目：复合材料蒙皮吸波性能研究指导教师：李彩霞2011年2月 21日毕业设计开题报告1. 结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文 献综述：文献综述1、目的及意义二十一世纪被称为是信息高科技社会，随着科学技术和军事高新技术的飞速发展， 隐身技术作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段，已被当今世界各国视为重 点开发的军事高新技术。近年来，随着多学科的交叉研究，蒙皮吸波材料在材料的选择上有了更大的空间， 特别是与具有不同特性材料的复合，使蒙皮吸波材料的性能有了更大进展。吸波材料的 吸波性能主要由吸收剂来提供。为了提高吸波材料的吸波性能，一方面可通过工艺来调 节吸收剂的性能，另一方面，还可以辅助其它材料设计技术来提高其吸波性能由于O蒙皮在飞机上的广阔覆盖面，因此提高飞机蒙皮吸波材料的性能有利于飞机减少阻力， 提高速度，对高技术和新一代高性能飞机系统的发展有举足轻重的影响。2、国内外现状战机自1989年12月在美国入侵巴拿马的军事行动中首次亮相后，立即引起军事专用 设备家的关注。从巴拿马战争到海湾战争，从海湾战争到科索沃战火，直至2003年发生 的伊拉克战争，隐形战机在战争中天马行空、独来独往、无所顾忌地出入地面雷达密布、 防空火力森严的重要目标上空，成为现代高技术战争空袭行动的“杀手锏”，在空军中 应用越来越广，对隐身技术的研究。其中对“隐形（身）”起重要作用的是？ ？ 材料，现在对隐身材料研究现状吸波材料的机理是使入射电磁波能量在分子水平上产生振荡，转化为热能，从而有 效地弱化雷达回波强度。a材料的吸波性能主要由其微波频率下的复磁导率卩和复介 电常数所决定。20 六种吸波材料的性能研究现状(1) 导电高分子吸波材料美国宾夕法尼亚大学Marcdiarmid将聚乙炔用作吸波材料，用该材料制成2m的薄膜 对35GHz的微波吸收可达90%。法国的LanYent、Olmedo等研究了聚吡咯、聚苯胺、聚一 3辛基噻吩在3am波段内的吸收，结果发现它们的吸收率均在8dB以上。a(2) 纳米吸波材料美、俄、法、德、日等国都把纳米吸波材料作为新一代雷达吸波材料进行探索与研 究。美国已研制出一种称作超黑粉的纳米吸波材料，其对雷达波的吸收率高达99%。法 国最近研制成一种宽频微波吸涂层，其厚度约为8 nm,磁导率的实部与虚部在1118 GHz 频率范围内均大于6Hz，与粘接剂复合而成的RAM的电阻率大于0.05n-1TI,在50MHz 50GHz频率范围内吸波性能较好。国内颜爱国等制备的FeO纳米晶，当粒径增大到80nm时，Ms达到最大值(约83.53 4Am2/kg)，继续增大粒径，Ms并不增加；随着粒径的减小，矫顽力也随之减小。当Fe 034纳米晶的粒径小于100nm时，吸波性能良好，粒径为20和60nm的样品吸收峰的峰值分别 达到了-32和-26dB，低于-10dB的频带均达到2GHz。沈曾民等制备的碳纳米管吸波涂层在厚度为0.97mm时，在8GHz18GHz,R-10dB的 频宽为3.0GHz，R-5dB的频宽为4.7GHz。镀镍碳纳米管吸波涂层在厚度为0.97mm时， R-10dB的频宽为2.23 GHz, R-5dB的频宽为4.6 GHz。碳纳米管表面镀镍后虽然吸收峰 值变小，但吸收峰有宽化的趋势，这种趋势对提高材料的吸波性能是有利的。(3) 多频谱吸波材料美国Brunswick公司研制出一种多频谱超轻型吸波材料，这种新型材料为柔性复合 材料，主要成分为聚合物，经过多道工序制得。该材料很轻，其质量只有1319/m2，既 可吸收雷达发射的频率高达140GHz的厘米波和毫米波，又可防近红外(0. 60. 9um)、 中红外(35IZm)、远红外(810um)，还能防波长为0.3O.7um的可见光。我国已研制出复合隐身涂料，它能使812GHz和26. 540GHz波段的雷达散射面积 衰减8lOdB，相当于雷达探测距离减小，它还能改变被保护目标的红外辐射特性，降 低红外成像制导的发现和识别概率。20(4) 多晶纤维吸波材料国外对多晶铁纤维的研究始于20世纪80年代，至今已有重大进展。据报道，吸收剂 体积占空比为35%，厚度为lnm的多晶铁纤维吸波涂层，在25 GHz的范围内，其吸收 率大于5dB,在520 GHz的频带内，其吸收率可大FlOdB。这美国3M公司研制出的亚微 米级多晶铁纤维吸波涂层在46GHz频带内的反射率低于-5dB，在6206Hz频带内的反 射率低于lOdB，在10.513.5GHz频带内的反射率低于-20dB。欧洲GAMMA公司利用多晶 铁纤维吸收剂成功地研制出雷达隐身涂层，实现了宽频的吸收，其最大吸收可达34dB。 据报道，该技术已成功用于法国战略导弹和载入飞行器上。国外全隐身和部分隐身飞机都使用了具有吸波功能的炭纤维，国内青岛化工学院的 崔作林教授等研究了螺旋形导电炭纤维的吸波性能，厚度为1.4mm、面密度为1.5kg/m2 时，在12GHz-18GHz吸收率均低于-7dB，最大为T0.15dB；在8.2GHz-12.4GHz,随着频率 的增大，短切镀镍PA N炭纤维对雷达波的吸收逐渐增强。三叶形SiC纤维/羰基铁粉反射率衰减大于5dB的频宽比三叶形纤维增大了 1.6 GHz， 大于10 dB的频宽增大了2. 48 GHz；三折叶形SiC纤维/羰基铁粉反射率衰减大于5 dB 的频宽比三折叶形纤维增大了 1. 28 GHz，大于10 dB的频宽增大了 1. 52 GHz。(5) 结构型吸波材料日本研制出一种由碳纤维与环氧树脂复合成的层压平板复合材料，在812GHz范 围内，反射衰减大于15dB，在10GHz处介电常数为(812)-j(35)；英国研制的K-RAM 平板材料，密度为1. 5g/cm3，弯曲模量24GPa，在24GHz、816GHz频率范围内，反 射衰减均大于10dB。(6) 铁氧体系列吸波涂料日本NEC公司研究的一种铁氧体吸波涂料，在雷达波反射率为-10dB时，频带宽度为 7GHz(613GHz)，在雷达波反射率为-20dB时，频带宽度为3.7GHz(8.512.2GHz)，这 种吸波涂料由2层组成，总厚度为4.7mm。国内研究铁氧体吸波材料的水平来看，最好的可吸收频率8. 18GHz内的电磁波，其 反射率均达到-10dB，材料厚度为2mm，面密度约5kg/m2o 13、总结二十一世纪被称为是信息高科技社会，随着科学技术和军事高新技术的飞速发展， 技术上对吸波材料的要求趋于强吸收、轻质、宽频、红外微波吸收兼容且综合性能好的 方向发展，目前大量针对传统涂层吸波材料的改性研究以不能满足这一要求，而研制结 构吸波材料是实现该技术要求的有效途径，鉴于复合材料具有轻质高强，可设计性等特 性，复合蒙皮吸波特性的提高对提高我国的国防实力是必不可少的。参考文献：1 冯彬层板结构吸波复合材料吸波性能研究硕士学位论文武汉：武汉理工大 学，20102 赵东林，沈曾民，迟伟东.炭纤维及其复合材料的吸波性能和吸波机理新型炭 材料.2001.16(2):66723 梁彤祥，赵宏生，张岳 SiC/CNTs纳米复合材料吸波性能的研究无机材料学 报.2006.21(3):6596634 关莉，范冰冰，李凯.Si02-SiC基复合材料吸波性能的研究.稀有金属材料与工 程.2009.(38):5145165 谢炜，程海峰，楚增勇等短切中空多孔碳纤维复合材料的吸波性能.2008.23 (3) :4814856 刘旭光，王应德，王磊等.异形SiC纤维/羰基铁粉复合纤维束吸波性能.稀有 金属材料与工程.2010.(39):3013047 谢炜，程海峰，楚增勇等以中空多孔碳纤维为主体的轻质吸波材料吸波性能研 究无机材料学报.2009.24(2):3203248 袁晓静，杨俊华，查柏林等 热喷涂纳米p-SiC/LBS涂层的吸波性能.中国有色 金属学报。19 (12)： 219822039 薛向欣，刘欣，张瑜泡沫铝基多孔金属复合材料吸波性能中国有色金属学 报.17(11):1755176010 陈先富，叶金文，刘颖等.纳米晶SmN / a-Fe及SmO / a-Fe复合材料的吸波特性. 稀有金属材料与工程.2009.38(4):72672911 Ming-ji, Yong-mao, Dai-ning FANG.Multi-objectiveoptimization design of radar absorbing sandwich structure.2010. 31(3):339-34812 ChChing-Yun YUEH , Shih-Hsuan CHUANGTheReflec tion of Normal Inciden t Waves by A bsorbing-Type Breakwa ters.2009.23(4):72974013 沈曾民， 赵东林镀镍碳纳米管的微波吸收性能研究新型炭材 料.2001.16(1):1414 SHEN Zeng-min,GE Min,ZHAO Dong-lin.The microwave absorbing proper ties of carbon microcoils.新型炭材料.2005.20(4):28929315 马成勇，程海峰，唐耿平等.三层雷达吸波涂层的吸波性能研究.硕士学位论文. 长沙：国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室.200716 赵东林，沈曾民含碳纳米管微波吸收材料的制备及其微波吸收性能研究无 机材料学报.2005.20(3):60861217 王政平，张振辉，王丽会.含左手材料的单、双层结构微波吸波材料设计.航空 材料学报.2009.29(6):10210618 黎炎图，黄小忠，杜作娟等.结构吸波纤维及其复合材料的研究进展.材料导 报.2010.24(4):767919 陈珂，曾海兵，胡辉.雷达隐身材料技术研究.2005.33(1):586120 李洪瑞，刘长华，朱守中.雷达吸波材料技术研究综述.2008.7(25):6,7,1621 党芬，王敏芳.现代隐身技术及隐身材料研究进展.2005.15(4):363922 吴明忠.雷达吸波材料的现状和发展趋势.磁性材料及器件28卷第2期毕业设计开题报告2. 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1、所要解决的问题 查阅复合材料吸波性能的相关资料，分析复合材料的吸波性能；根据所选的复合材料设计蒙皮结构，并对其吸波性能进行研究；根据分析结果研究复合材料蒙皮对飞机隐身性能的影响；2、重难点分析重点 选择合适的复合材料 用选定好的材料设计合适的蒙皮结构 对加工好的飞机蒙皮进行吸波测试难点目前研制的吸波材料主要是针对厘米波单基地雷达，而对米波、毫米波及激光雷 达的隐身效果并不大。选择合适的隐身吸波材料，设计新的蒙皮吸波结构，探讨新 的吸波机理。实现复合蒙皮材料的吸波频率范围宽、应用范围广、成本低、耐高温、 耐海洋气候、抗核辐射，兼顾可见光、中远红外、防雷达和微波等是研究的一个难点。3、拟采用的方法及可行性分析多层吸波材料（结构型、涂敷型）1）多层吸波材料结构设计2）原材料的选用与设备3）蒙皮的制备4）对加工后的飞机蒙皮进行吸波能力测试层板型结构1）层板结构总体设计2）原材料的选用3）材料成型工艺4）飞机蒙皮的吸波性能测试单层涂层吸波频带窄，无法满足隐身技术对涂层质轻、宽频的要求。采用多层结构 设计可以使得材料的表面输入阻抗和自由空间的波阻抗匹配起来，使入射电磁波能最大 限度的进入材料内部被吸收掉，以改善吸波效果和展宽频带。多层吸波材料是通过结 构设计将多层单层吸波材料叠加而成，从而获得全频段良好的叠加效果，实现雷达 隐身材料的“薄、轻、宽、强”。结构型吸波材料的研究是以先进复合材料的研究为基础，并在其上发展起来的多功 能复合材料，它在吸波的同时还兼有防腐、耐湿、耐高温、承载的功能.此外还具有拓 宽频带、效率高、不增加消极重量、可成型各种形状复杂的部件等优点，可避免使用表 面涂层且没有涂层脱落问题。层状复合材料还具有结构可调的特点，能够得到单体材料无法满足的许多特殊性 能，整体结构可以提高吸收效率，从而实现了“透”“吸”“反”的理念。选择？为什么？毕业设计开题报告指导教师意见:指导教师：年 月 日所在系审查意见:系主任：