碳納米管非均勻氫等離子體薄膜的微波吸收特性研究.pdf

1、現(xiàn)代軍事隱身和民用微波防護對吸波材料提出了越來越高的要求。質(zhì)量輕，力學(xué)性能好，具有特殊電磁性能的碳納米管及其復(fù)合材料的合成，為吸波材料開辟了一個新的領(lǐng)域。碳納米管具有良好的吸附儲氫性能,在微波作用下，其高頻電磁場能使碳納米管中的氫氣激發(fā)而產(chǎn)生氫等離子體。初步實驗研究表明，碳納米管氫等離子體是最具有應(yīng)用前景的碳納米管吸波材料。
　　本課題組研究了碳納米管均勻氫等離子體的微波吸收特性。實際上，碳納米管氫等離子體是不均勻的，本文在已有成

2、果的基礎(chǔ)上，理論研究了等離子體密度分布和磁場強度對碳納米管中氫等離子體微波吸收的影響，構(gòu)建了碳納米管非均勻氫等離子體薄膜介電特性的層狀模型，運用轉(zhuǎn)移矩陣法求解電磁波的傳播方程，導(dǎo)出了碳納米管中非均勻氫等離子體的微波衰減系數(shù)公式，數(shù)值計算了不同密度分布和不同磁場強度條件下的碳納米管氫等離子體薄膜對微波的衰減系數(shù)。
　　研究結(jié)果表明：氫等離子體的密度分布和外加磁場強度對其微波吸收有重要影響；按比例增大氫等離子體中自由電子密度的非均勻性

3、時，微波衰減吸收系數(shù)增大，吸收峰向高頻方向移動；隨著外加磁場強度增大，碳納米管氫等離子體薄膜的微波吸收峰向高頻移動，入射電磁波在碳納米管非均勻氫等離子體薄膜中的能量衰減大于30dB/cm的頻寬增大，有利于微波吸收；數(shù)值結(jié)果與已獲得的實驗數(shù)據(jù)相吻合。結(jié)合本課題組以前的研究成果可知，只要適當(dāng)控制碳納米管中等離子體的自由電子密度、電子碰撞的有效頻率和外加磁場強度，就能夠?qū)崿F(xiàn)碳納米管中氫等離子體薄膜對微波的調(diào)諧吸收。
　　本論文的研究目的