1。2 碳纤维在吸波材料中的应用

吸波材料即可以吸收辐射到材料表面的电磁波能量，使电磁波能量以转化成热能或其他形式的能量的方式减少甚至消除的一种材料，因此，一方面，吸波材料除了能够表面吸收电磁波辐射外，还需要具备转化电磁波能量以达到更高效吸收电磁波目的的能力；另一方面，在实际吸波材料的利用中，还需要实现质轻、环境稳定性等要求。

吸波材料按照损耗机理可以分为电损耗和磁损耗，电损耗可以分为电阻型损耗和电介质损耗，其中，电阻型损耗指材料的导电率越大，引起的电场、磁场变化的涡流也就越大，使电磁能量更容易转化为热能；电介质损耗指介质反复极化引起“摩擦”作用将电磁能以热能的方式消耗掉。

碳纤维作为新一代增强纤维，具有超过90％的碳含量的碳材料，由于其高性能材料在许多领域的应用范围非常广泛。碳纤维是一种表面多孔性材料，同时拥有各向异性和轻质的特征，是轻质雷达吸波材料的首选对象[11-13]。而且，碳纤维具有许多优异的性能，如：高强度、高模量、高温、耐腐蚀性、导电导热性[14]，并且具有很强的拉伸性和良好的机械加工性。通过碳纤维制备的吸波材料在构造上同时具有吸收和负载的功能，探究碳纤维的吸波性能，通常通过改性和重构来改良吸收剂的吸波性能，是当前研究复合碳纤维作为吸波材料的一个热点。

普通碳纤维的电阻率很小，约10-2Ω•cm，而且能够辐射电磁波。碳纤维吸波性材料属于电损耗类型的吸波性材料，它的研究方向一般取决于调整介电常数和电阻率等参数。

能够同时具备性能和结构的吸波碳纤维增强材料，目前已经用作各种各样的隐形军事战斗机中，而且美国在碳纤维吸波材料中的运用处于首要地位。美国威廉斯国际公司研究的碳/碳复合材料可以在高温下运行，吸收电磁波和降低红外的辐射，复合碳材料往往具备优异的吸波性能，能让频带处于0。1MHz～50GHz的电磁波能量最大程度地减少，目前用作F-117、F-22等军事战斗机的机身及机翼上[15]。

在我国，碳纤维吸波材料的研究已经硕果累累，例如通过使碳纤维和吸收剂混合支撑树脂基复合材料，研究纤维长度、纤维成分对材料介质的吸波能力和电磁参数的作用等[16、17]。

1。3 聚丙烯腈基碳纤维的简介

碳纤维的制备可以挑选许多种前驱体纤维（precursor fiber，即在碳纤维制备过程中使用的原材料、初始原丝，又可称作先驱体纤维或先驱体原丝，主要用作对复合材料性能的增强），目前来说，聚丙烯腈纤维是当前制备碳纤维的最具前景的先驱体原丝[18-20]，大部分碳纤维通过聚丙烯腈纤维，小部分由沥青材料制成。使用聚丙烯腈纤维制成的碳纤维具有良好的性能和简便的生产工艺，而且由于聚丙烯腈基碳纤维完备强度高、刚性好、重量轻、耐磨损、耐腐蚀、性能优良等优点，因此，在其他原丝类型的碳纤维之中脱颖而出。聚丙烯腈基碳纤维（polyacrylonitrile-based carbon fiber，PANCF）是以聚丙烯腈纤维作为原材料，经过预氧化、碳化等生产工序制备成碳纤维，主要应用于增强型复合材料。

聚丙烯腈原丝经过预氧化，碳化等生产工艺制成碳纤维，聚丙烯腈基碳纤维具有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等一系列其他材料所不可替代的优良性能，被应用于航空、航天等各个领域[21]。聚聚丙烯腈纤维是制备碳纤维的重要原材料之一，聚丙烯腈纤维质量的好坏直观影响着碳纤维的性质与效用，这是几十年来碳纤维生产总结出来的经验及大量的实验得出的结论[22]。