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关于外墙保温板产品结构的研究

浏览:135 发表时间:2019-12-24 16:57:08

        研究都不同程度地扩大了外墙保温板材料吸波结构的工作范围,但由于金属超材料固有的谐振特性结构不能从根本上实现面向实际应用的全向、竞带、高效吸收。为此一部分研究者另辟蹊径利用全介质超材料来实现电磁波的吸收。例如通过效仿物质在黑洞引力场的影响下在空间中的弯曲运动轨迹实现电磁波能量的全向竞频吸收。2010年东南大学基于电磁黑洞的理论模型,***在微波段制造了二维的全向竞频电磁吸收器的样品,吸收率可达99%以上。2015年西安交通大学采用光固化3D打印工艺制造了全介质超材料雷达吸波结构该结构由超材料梯庋折射层、吸波层、反射层构成。超材料梯度折射层的单元结构介电常数服从电磁黑洞的渐变介电常数分布。电场强度分布测试结果显示电磁波进入环形超材料吸波结构后沿弯曲路径传播基本实现电磁黑洞对电磁波传播方向的调控。远场反射率测试结果表明结构在12-18GHz频段内具有-10B的竞频高吸收能力。外墙保温板材料谐振时不可避免地伴随着较大的能量损耗,这是超材料的本征属性。它的存在会削弱通过超材料的电磁波的强度,对之前的隐身、超分辨成像等应用造成负面影响。但是如果利用超材料自身存在的损耗因子,甚至额外在超材料中引入损耗因子,就有可能制造出強烈吸收电磁波的吸波材料甚至制造所谓的光学黑洞。2008年Land等设计了一种超材料吸收器在1148GHz频率处将电磁波的能量完全吸收转化为热能吸收效率高达96%。之后不同频段、不同用途的新结构被不断地提出。①设计了0°~80°范围内入射波角度可调的超材料吸波体在16THz波段吸收率为91%。②设计了一种十字结构与平面结构组合的高吸收率吸波体在波长6m时实现了97%的吸收率。③设计了一种强谐振超材料吸波体,在102GH处吸收率为913%其多层结构在972GHz处吸收率接近100%实现全吸收。④设计的金字塔结构可以在很竞的频带范围内实现高吸收,在78-147THz范围内吸收率都在90%以上。⑤设计了一种开口圆环和同心圆环的组合结构在297GHz处达到9991%的吸收率带宽为3.1GHz。

        2006年,JBPendi等人提出一种通过电磁波的绕射伪装实现目标完美隐身的方法。隐身罩采用变换光学设计可以引导电磁波绕过隐身罩所包围的空间并在后方重构为入射时的形态。对于观察者或电磁波探测器来说这相当于隐身罩及内部区域未对电磁波的传播产生干扰即实现了完美隐身。同年DRSm教授团队利用金属谐振环超材料(SRR)***次在微波段实现了简化后的二维隐身罩。另外根据光学变换思想采用不同的坐标变换形式可构造形状多样的隐身罩包括球形、圆柱形、方形、椭圆柱形等简单形状甚至可以被设计为任意形状。2007年,美国普渡大学从实验上将隐身罩的工作频段由微波段扩展到了光波段。然而金属谐振超材料完美隐身罩的固有带竞和损耗缺陷使得此类隐身罩只能在极窄的频段内工作,难以满足实际使用需求。208年、JL和JBPendry提出了地毯式隐身罩其原理是将目标隐身区域伪装成平面从而实现隐身。地毯式隐身罩所需参数不存在极值,且各向同性,可通过渐变折射率超材料实现而不需谐振型超材料,因此结构竞频性提升实用潜力提高。早在20世纪80年代,日本、美国和德国等***已经开始纳米氧化锌的研究。德国拜耳公司首先向市场提供商业化的纳米氧化锌。国内纳米氧化锌研究起步较晚,开始于20世纪9o年代初,但发展迅速。纳米氧化锌的制备方法主要有溶胶-凝胶法、水热合成法、化学气相沉积法和均匀沉淀法等,其中均匀沉淀法较适合于工业化生产。

        通过制备方法和具体工艺的调控,制备出的外墙保温板结构形状十分丰富,包括纳米棒状、纳米带状、纳米弹簧状、纳米管状、纳米片状和纳米雪花状等。众所周知,微米尺度的氧化锌是橡胶工业中重要的活化剂,对橡胶的硫化性能和橡胶制品的最终性能具有重要影响。与传统氧化锌相比,纳米级氧化锌的比表面积更大,在充当活化剂时化学活性更强,可在较少用量下实现相同的效果实现氧化锌的减量使用,这对减少橡胶制品的环境污染具有重要意义纳米氧化锌在橡胶中的应用包括替代传统氧化锌用作硫化活化剂,作为纳米填料可以提高橡胶的导热性和抗紫外辐射性能研究表眀,纳米氧化锌不仅能改善硫化加工性能,还可以提高橡胶复合材料的力学性能和耐磨性等,提高橡胶复合材料的综合性能。为了进一步发挥纳米氧化锌的活化效果,研究人员将纳米氧化锌包覆在载体上,制备了新型的植活式纳米氧化锌。该新型纳米氧化锌可在一定程度上解决纳米氧化锌的团聚问题,提高氧化锌的活化效率,纳米氧化锌具有较高的热导率【25W/(mK)】,纳米氧化锌可在相对较低含量下构建完整的导热网络,是较理想的导热填料。在纳米氧化锌填充的硅橡胶体系中,纳米氧化锌的加入不但使硅橡胶的热导率大幅提高,而且同时保持良好的电绝缘性能。此外,纳米氧化锌可通过吸收和散射紫外线实现对紫外辐射的屏蔽。通过合理调控纳米氧化锌的粒径和含量,可以制备出高紫外线屏蔽效率和高度透明的橡胶复合材料。


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