热氧环境下复合材料电磁性能变化分析

材料在受到电磁波入射时，如果电磁波被材料吸收或透过材料，即说明材料具备隐身性能。材料的反射损耗的大小可以反映电磁波被反射的量，即反射损耗越小，电磁波被反射得越少。反射损耗用下式来表示：

RL（dB）=20lg|S11|

（2-4）

式中：S11可以通过波导管测量系统测得，其测试原理如图2-29所示。图2-30为三维编织碳/玻璃纤维混杂复合材料在250℃分别老化0天、10天、30天、90天、120天、180天后的反射损耗曲线。如图2-30所示，复合材料的反射损耗值随老化时间的延长逐渐变小，这说明越来越多的电磁波被材料吸收或透射过去，就意味着热氧老化对树脂基复合材料的隐身性能产生了积极影响。这是因为树脂基复合材料经过热氧老化后，电磁波的传输路径发生了改变，如图2-31所示。树脂基复合材料在热氧环境下，大量树脂基体会氧化分解，越来越多的裂纹和孔洞出现在复合材料表面及内部，且复合材料表面也会变得凹凸不平。表面不平使得入射的电磁波在材料表面发生漫反射，此外老化后的树脂基复合材料中的裂纹和孔洞为电磁波进入复合材料内部提供了通道。因此，大量的电磁波被老化后的试样吸收或透射过去。即热氧老化对树脂基复合材料的隐身性能产生了积极影响。

图2-29　波导管测量系统原理图(www.xing528.com)

图2-30　三维编织碳/玻璃纤维混杂复合材料在250℃条件下老化不同时间的反射损耗曲线

图2-31　电磁波与雷达吸收材料相互作用的示意图

H—厚度　E1—入射电磁波　ER—反射波　E1-R—透射波　ET—E1-R的一部分电磁波从雷达吸收材料透射过去　EM—E1-R的一部分电磁波被反射