梯度工程化氰酸酯复合材料：宽带微波吸收与机械强度的协同增强及其在下一代共形天线中的应用

这篇研究通过开发纤维增强氰酸酯/环氧杂化复合材料，解决了机载共形天线中机械强度不足和介电突变的关键问题。采用非等温差示扫描量热法（DSC）精确调控反应动力学，优化后的复合材料在8-12 GHz频段内保持低介电常数（ε'=3.2-4.1）和损耗角正切（tanδ<0.02），同时拉伸强度较纯环氧体系提升30%。电磁仿真表明，连续介电梯度结构可减少界面阻抗失配，在2-18 GHz范围内反射率降低7.3%、透射率提高2.8%，为多功能复合材料设计提供了新范式。

　　

亮点

本研究通过锡辛酸亚锡催化显著降低氰酸酯固化活化能（图4），使其固化温度从307.1°C降至165°C。催化剂含量在0.1-0.5 wt%范围内虽能略微提前固化起始温度，但过量会导致副反应。通过差示扫描量热（DSC）非等温分析，建立了树脂混合比例与纤维填充构型对介电-力学性能的调控规律。

结论

成功制备9种具有定制介电强度的复合材料，采用电磁波传输线理论模拟表明：9层梯度结构使有效吸收带宽较单层设计拓宽0.87 GHz。该体系协同整合了机械承载能力与宽带波调控功能，为共形天线系统提供了变革性解决方案。

作者贡献声明

Boxue Du负责监督；Jin Li主导经费获取与概念设计；Xiaoxiao Kong参与方法开发；Yuhuai Wang完成数据可视化；Siyuan Chen撰写初稿；Jun Jiang参与实验监督。

利益冲突声明

作者声明无已知竞争性财务或个人关系影响本研究。

致谢

本研究受国家自然科学基金（52377153）资助。