石膏基3D周期结构吸波材料设计及性能研究

发布时间：2025-05-28 23:26

　　过量的电磁辐射会对人们的身体健康造成潜在危害,也会造成电磁干扰、信息泄露等负面效应。应用吸波建材可有效解决建筑空间电磁辐射污染问题。然而,现有吸波建材设计技术难以满足建筑空间复杂电磁环境对材料宽频应用的需求,拓宽吸波带宽成为当前吸波建材研究亟需解决的核心问题。为此,本文突破传统的吸波建材设计技术,选用纳米碳黑为电磁改性剂、石膏为基体材料,基于3D周期结构理论设计了立方、六棱柱及圆柱三种柱状3D周期结构吸波材料。使用High Frequency Structure Simulator(HFSS)仿真软件进行3D周期结构石膏基材料的吸波效果和电磁场分析,结合实际试验研究材料的吸波规律,并探讨其电磁波吸收机理。研究发现,相比于传统的平板型材料,3D周期结构设计可显著提升其吸波性能、拓展其吸波带宽。3D立方周期结构设计可将反射率低于-10d B有效频段拓展至4.2-18GHz,而3D圆柱和六棱柱周期结构则可实现对2-18GHz频段电磁波反射率低于-10d B。3D周期结构的几何参数及材料电磁特性是影响其吸波效能及有效频段的重要因素。仿真结果显示,3D周期结构尺寸与入射波长之间存在一定的匹配关系,...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电磁辐射的来源、危害与防护
    1.3 吸波材料的设计原理
    1.4 建筑吸波材料研究现状与电磁仿真发展动态
    1.5 本文的研究目的及研究内容
第2章 石膏基吸波材料仿真设计与实验
    2.1 实验原材料
    2.2 实验设备
    2.3 样品制备
    2.4 性能测试
    2.5 仿真建模
第3章 材料微观结构及电磁性能研究
    3.1 炭黑微观形貌及电磁性能
    3.2 石膏微观结构及电磁性能
    3.3 炭黑/石膏复合材料微观结构及电磁参数
    3.4 炭黑/石膏复合平板材料吸波性能
第4章 3D周期结构石膏基材料电磁仿真研究
    4.1 3D立方周期结构石膏基材料吸波性能仿真
    4.2 3D六棱柱周期结构石膏基材料吸波性能仿真
    4.3 3D圆柱周期结构石膏基材料吸波性能研究
    4.4 本章小结
第5章 3D周期结构石膏基材料试验研究
    5.1 3D立方周期结构石膏基材料吸波性能试验
    5.2 3D六棱柱周期结构石膏基材料吸波性能试验
    5.3 3D圆柱周期结构石膏基材料吸波性能试验
    5.4 不同3D周期结构石膏基材料吸波性能对比分析
    5.5 3D周期阵列石膏基材料吸波机理分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的相关科研成果
致谢



本文编号：4048371