东南大学博士论文开题报告.ppt

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高性能水泥基吸波材料的研制高性能水泥基吸波材料的研制项目申请人项目申请人：

张津瑞：

张津瑞赵冉冉赵冉冉指导教师：

赵庆新指导教师：

赵庆新推荐单位：

建筑工程与力学学院推荐单位：

建筑工程与力学学院项目组成员能力介绍项目组成员能力介绍本组成员均具有扎实的专业基础知识，有较本组成员均具有扎实的专业基础知识，有较强的独立思考能力和创新意识，相继参与完强的独立思考能力和创新意识，相继参与完成了学校科技协会组织的成了学校科技协会组织的“生态型活性粉末生态型活性粉末混凝土的研制混凝土的研制”和赵庆新老师负责的和赵庆新老师负责的“服务服务里里14#楼一、二层扶梯加固技术研究楼一、二层扶梯加固技术研究”项目并项目并在老师的指导下阅读了在老师的指导下阅读了高性能混凝土高性能混凝土、现代高性能混凝土技术现代高性能混凝土技术、现代多组分现代多组分混凝土研制与应用混凝土研制与应用等混凝土科学的相关书等混凝土科学的相关书籍籍一、立项背景一、立项背景v继大气污染、水污染和噪音污染之后，电磁继大气污染、水污染和噪音污染之后，电磁辐射已成为人类第四污染源。

辐射已成为人类第四污染源。

v我国水泥材料资源丰富、适应性强、耐久性我国水泥材料资源丰富、适应性强、耐久性好，是工程建设中应用最广的建筑材料，且好，是工程建设中应用最广的建筑材料，且能够通过多组分、多尺度复合技术实现某种能够通过多组分、多尺度复合技术实现某种功能需要。

功能需要。

v已有研究表明：

水泥基吸波材料可应用于防已有研究表明：

水泥基吸波材料可应用于防电磁污染的环境保护型的建筑领域，以尽量电磁污染的环境保护型的建筑领域，以尽量减轻电磁辐射对人们所造成的危害。

减轻电磁辐射对人们所造成的危害。

v在机场、码头、航标、电视台和接收站附在机场、码头、航标、电视台和接收站附近的高大建筑上使用吸波材料，可以收到近的高大建筑上使用吸波材料，可以收到消除反射干扰的效果消除反射干扰的效果，改善通信质量，改善通信质量v用来制作微波暗室，以防止微波辐射干扰用来制作微波暗室，以防止微波辐射干扰和能量泄露，不仅可以消除干扰，提高测和能量泄露，不仅可以消除干扰，提高测试精度，而且对操作人员也可以起防护作试精度，而且对操作人员也可以起防护作用用v用于作战中的军事隐身建筑领域、防电磁用于作战中的军事隐身建筑领域、防电磁波干扰的科研部门、精密仪器厂以及国家波干扰的科研部门、精密仪器厂以及国家保密单位的防信息泄露等部门保密单位的防信息泄露等部门二、研究意义二、研究意义三、国内外研究现状三、国内外研究现状水泥基吸波材料的研究在国内外尚处于起步阶段水泥基吸波材料的研究在国内外尚处于起步阶段根据材料的损耗机理可将微波吸收剂分为根据材料的损耗机理可将微波吸收剂分为：

1.电阻型吸收材料：

主要是碳精粉、石墨、碳化电阻型吸收材料：

主要是碳精粉、石墨、碳化硅等。

硅等。

2.电介质型吸收材料：

主要以铁电陶瓷等高介电电介质型吸收材料：

主要以铁电陶瓷等高介电常数的材料为代表。

常数的材料为代表。

3.磁介质型吸收材料：

主要是铁氧体等材料。

磁介质型吸收材料：

主要是铁氧体等材料。

四、存在的问题四、存在的问题v掺入吸收剂后水泥基材料的强度明显下掺入吸收剂后水泥基材料的强度明显下降，在机场道面等结构材料的应用中受降，在机场道面等结构材料的应用中受到限制；到限制；v吸波性能（吸波能力和吸收频带）尚需吸波性能（吸波能力和吸收频带）尚需改善；改善；v生产成本较高，应用领域受到限制。

生产成本较高，应用领域受到限制。

五、项目研究内容五、项目研究内容v通过水泥基材料微观设计，采用多尺度、多通过水泥基材料微观设计，采用多尺度、多层次的微粒、细丝复合技术提高其强度，解层次的微粒、细丝复合技术提高其强度，解决高吸波剂与低强度之间的矛盾。

决高吸波剂与低强度之间的矛盾。

v通过吸波剂的多重复合技术，提高水泥基材通过吸波剂的多重复合技术，提高水泥基材料的吸波能力，达到吸波能力强和吸波频带料的吸波能力，达到吸波能力强和吸波频带宽的目标。

宽的目标。

v通过吸波材料的结构设计，使之达到吸波性通过吸波材料的结构设计，使之达到吸波性能与成本控制的最优化，拓宽吸波材料的使能与成本控制的最优化，拓宽吸波材料的使用范围用范围。

六、技术路线六、技术路线1.吸波剂的高掺量吸波剂的高掺量与与结构低强度结构低强度之间矛盾的解之间矛盾的解决方法决方法v使用高效减水剂使使用高效减水剂使W/B下降，从而提高水泥下降，从而提高水泥基材料强度基材料强度W/Bfv吸波剂颗粒堆积的优化设计吸波剂颗粒堆积的优化设计主要是通过主要是通过改善改善吸波剂颗粒吸波剂颗粒级配级配的方法的方法使水泥基使水泥基结构结构变得变得密实密实，从而，从而提高强度提高强度传统级配传统级配良好级配良好级配v纤维复合技术纤维复合技术碳纤维碳纤维钢纤维钢纤维玄武岩纤维玄武岩纤维混杂增强混杂增强v养护制度设计养护制度设计孔结构是影响水泥基材料强度的主要因孔结构是影响水泥基材料强度的主要因素素蒸养蒸养减少水分蒸发减少水分蒸发毛细孔率毛细孔率材料内部自身缺陷减少材料内部自身缺陷减少强度强度2.吸波材料的优选吸波材料的优选

（1）实验原理实验原理I=I0e-xI0表示电磁波的入射能量表示电磁波的入射能量I表示电磁波的出射能量表示电磁波的出射能量表示电磁波衰减系数表示电磁波衰减系数x表示电磁波穿透的距离表示电磁波穿透的距离I0Ix吸吸波波材材料料ln（I/I0）=-x0xln（I/I0）通过曲线斜率确定通过曲线斜率确定值值

（2）实验方法实验方法v单一材料性能测试单一材料性能测试对已有的吸波材料对已有的吸波材料:

钢纤维、波纹形碳纤维、铁砂基、碳铝合金、钢纤维、波纹形碳纤维、铁砂基、碳铝合金、铁粉或金属纤维、铁酸盐、铁氧体、纳米氧铁粉或金属纤维、铁酸盐、铁氧体、纳米氧化钛等化钛等分别进行不同波段的分别进行不同波段的系数测定系数测定,越大表明越大表明该材料对此波段电磁波吸波性能越好该材料对此波段电磁波吸波性能越好,从而确从而确定某种材料的最优吸波频带和吸收能力定某种材料的最优吸波频带和吸收能力v双双（多多）组分吸波剂复合技术组分吸波剂复合技术通过正交试验复合掺加两种或两种以上吸波通过正交试验复合掺加两种或两种以上吸波材料，从而实现对电磁波吸收的叠加或超叠材料，从而实现对电磁波吸收的叠加或超叠加效应，加效应，进而优选出吸波能力强和吸波频带进而优选出吸波能力强和吸波频带宽的吸波材料的配合比。

宽的吸波材料的配合比。

3、吸波材料的结构设计吸波材料的结构设计目的：

达到吸波性能与成本控制的最优化，目的：

达到吸波性能与成本控制的最优化，拓宽吸波材料的使用范围拓宽吸波材料的使用范围。

结构方案一：

吸波层普通混凝土结构方案二：

普通混凝土吸波层结构设计三：

普通混凝土吸波层七、计划进度安排七、计划进度安排v2009年年1月月2009年年6月收集资料、调研、试验方月收集资料、调研、试验方案设计、材料准备。

案设计、材料准备。

v2009年年7月月2009年年12月通过正交实验月通过正交实验,优化吸波优化吸波剂品种及用量。

剂品种及用量。

v2010年年1月月2010年年6月测试强度符合要求的水泥月测试强度符合要求的水泥基吸波材料的吸波性能，优选出高性能水泥基吸波基吸波材料的吸波性能，优选出高性能水泥基吸波材料的配合比。

进行水泥基吸波材料的结构设计，材料的配合比。

进行水泥基吸波材料的结构设计，通过吸波材料与结构材料的组合，设计不同结构形通过吸波材料与结构材料的组合，设计不同结构形式的吸波结构，以降低吸波材料的成本。

式的吸波结构，以降低吸波材料的成本。

v2010年年7月月2010年年12月测试吸波结构材料的吸波月测试吸波结构材料的吸波性能，优选出合理的吸波结构形式。

撰写结题报告。

性能，优选出合理的吸波结构形式。

撰写结题报告。

八、经费预算八、经费预算序号序号支出项目支出项目预算金额（元）预算金额（元）测算依据测算依据1资料、调研费资料、调研费1000文献查阅、资料复文献查阅、资料复印等印等2实验材料费实验材料费5000购买工程纤维、吸购买工程纤维、吸波剂等材料波剂等材料3测试费测试费10000吸波性能测试吸波性能测试4论文版面费论文版面费40004篇高水平学术论文篇高水平学术论文谢谢！

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请各位老师专家批评指正！

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