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摘 要

羰基铁粉(CIP)具有优良的电磁吸波性能，三元乙丙橡胶（EPDM）便于剪裁和制作成不同形状的贴片。所以，CIP/EPDM复合吸波材料的应用越来越广泛。但是三元乙丙橡胶作为基体有一个不可避免的缺点，就是在高温环境下长期使用，橡胶老化而使力学性能变差，从而使整个吸波材料失去使用价值。因此，如何延缓CIP/EPDM复合吸波材料老化进程成为今后思考的一个重心。

论文以三元乙丙橡胶作为基体，羰基铁粉作为吸收剂，制备CIP/EPDM复合吸波材料。利用万能试验机研究不同类型及含量的防老剂对其热老化行为的影响。通过傅立叶衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）分析老化前后复合吸波材料特征基团的变化；利用扫描电镜（SEM）观察复合吸波材料老化前后表面形貌；通过热重分析（TG）研究CIP/EPDM复合吸波材料老化过程；采用矢量网络分析仪研究不同类型的CIP和吸波材料结构对CIP/EPDM多层吸波材料吸波性能的影响。结果表明：防老剂RD能够有效延缓了CIP/EPDM吸波材料的老化进程，改善其力学性能；与单层CIP/EPDM复合吸波材料相比，双层CIP/EPDM复合吸波材料对电磁波的吸收效果更加显著；对于双层CIP/EPDM复合吸波材料而言，保持相同的底层，面层厚度与CIP用量的变化，对其吸波性能影响较小。

关键词： 羰基铁 三元乙丙橡胶 吸波材料 防老剂 热老化

Thermal aging of CIP/EPDM absorbing materials and preparation of multilayer absorbing materials

ABSTRACT

Carbonyl iron powder (CIP) has excellent electromagnetic absorption performance, and Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM) is easy to cut and make into different shape patches. Therefore, the application of CIP/EPDM composite absorbing materials is more and more extensive. However, EPDM as a substrate, there is an inevitable drawback, that is, long-term use in high temperature environment, rubber aging and mechanical properties become worse, so that the entire wave absorbing materials lose their value. Therefore, how to delay the aging process of CIP/EPDM composite absorbing materials has become a focus of thinking in the future.

In this paper, the CIP/EPDM composite absorbing materials were prepared by using EPDM as matrix and CIP as a absorbent. The effects of different types and contents of antioxidant on thermal aging behavior were studied via the universal testing machine; The changes of characteristic functional group of composite absorbing materials before and after aging were analyzed by ATR-FTIR; The surface morphology of composite absorbing materials were observed via SEM; The aging process of CIP/EPDM composite absorbing materials was studied by TG; The effects of different types of CIP and absorbing material structure on the microwave absorbing properties of CIP/EPDM multilayer absorbing materials were studied via vector network analyzer. The results show that: the antioxidant RD can effectively delay the aging process of CIP/EPDM composite absorbing materials, and improve its mechanical properties; Compared with single-layer CIP/EPDM composite absorbing materials, double-layer CIP/EPDM composite absorbing materials have more remarkable effect on the absorption of electromagnetic waves; When the bottom of the double-layer composite absorbing materials is determined, changing the thickness of the surface layer and the content of absorbent has little influence on the absorbing property of double-layer CIP/EPDM composite absorbing materials.

Key Words: CIP; EPDM; absorbing materials; the antioxidant; thermal aging

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 橡胶的热氧老化与防老剂作用机理 2

1.2.1 橡胶热氧化老化机理 2

1.2.2 防老剂作用机理 2

1. 3 国内外研究现状 2

1.3.1 国外对橡胶吸波材料制备与吸波性能的研究 2

1.3.2 国内对橡胶吸波材料制备与吸波性能的研究 3

1.3.3 橡胶老化性能的研究 4

1.4 本课题意义与主要研究内容 5

1.4.1 研究意义 5

1.4.2 主要研究内容 5

第二章 实验部分 7

2.1 实验原料 7

2.2 实验仪器 7

2.3 CIP/EPDM复合吸波材料的热老化 7

2.4 多层吸波材料的制备 8

2.5 性能测试与分析 9

2.5.1 X射线衍射分析（XRD） 9

2.5.2 扫描电子显微镜（SEM） 9

2.5.3 傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪（ATR-FTIR） 9

2.5.4 力学性能测试 10

2.5.5 电磁与吸波性能测试 10

2.5.6 热重（TG） 10

第三章 结果与讨论 11

3.1 防老剂对CIP/EPDM复合吸波材料性能的影响 11

3.1.1 防老剂RD对CIP/EPDM复合吸波材料力学性能的影响 11

3.1.2 防老剂4020对CIP/EPDM复合吸波材料力学性能的影响 12

3.2 CIP/EPDM复合吸波材料物相组成分析 13

3.3 CIP/EPDM复合吸波材料热重行为分析 14

3.4 CIP/EPDM复合吸波材料表面结构与形貌分析 15

3.4.1 表面结构分析 15

3.4.2 表现形貌分析 17

3.5 多层吸波材料的制备与研究 18

3.5.1 不同羰基铁粉电磁性能分析 18

3.5.2 吸波材料层数对CIP/EPDM复合吸波材料吸波性能的影响 19

3.5.3 厚度和结构对双层CIP/EPDM复合吸波材料吸波性能的影响 20

3.5.4 吸收剂类型对双层CIP/EPDM复合吸波材料吸波性能的影响 20

第四章 结论 22

参考文献 23

致谢 25

第一章 绪论

1.1 课题背景

随着当今社会微波通信技术的快速革新，各种电子产品和设备与人们日常生活、生产作业产生了密不可分的联系。这些产品和设备在使我们生活质量大幅提高的同时，也带来了电磁污染^[1]。目前电磁污染形势已经变得愈发严峻，它不但干扰了人们的日常生活，而且给人们的生命安全造成潜在危害。

在军事上，随着雷达探测技术的迅猛发展，军事目标的生存能力和武器系统的突防能力受到了严重的威胁。为了提高军事目标的生存能力和武器系统的突防能力，发展隐身技术就成了军事技术发展的重要方向。从而，科研人员将关注重点转向了能够解决这一问题的吸波材料。

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