碳纳米管对玄武岩纤维复合材料吸波性能和力学性能的影响

摘要整理

玄武岩纤维（BF）因其优异的耐腐蚀性在造船领域得到广泛应用。然而，玄武岩纤维本身缺乏良好的电磁波吸收性能，难以满足舰船隐身性能要求。本研究以玄武岩纤维复合材料为基础，通过向基体中添加不同含量的碳纳米管（CNTs）进行改性。采用真空辅助树脂传递模塑（VARTM）工艺制备碳纳米管-玄武岩纤维-环氧树脂吸波复合材料，系统研究了CNT含量对材料性能的影响。含CNT的样品能有效吸收低频段电磁波，显著降低表面反射率。在高频段，样品阻抗匹配值随CNT含量增加而缓慢上升。当CNT含量达到1.5 wt%时，在厚度2.5 mm、频率9.6 GHz条件下，样品最小反射损耗达−14.40 dB，有效吸收带宽为0.7 GHz。同时，CNT能显著增强复合材料的力学性能。随着CNT含量增加，复合材料的弯曲强度和拉伸强度均得到改善。当CNT含量为1.5 wt%时，材料平均拉伸断裂强度提高21%，弯曲强度提高9%。研究表明，CNT与玄武岩纤维的协同作用能够同时实现吸波性能和力学性能的优化。

相关论文