Microwave absorption and infrared stealth capabilities of hot-pressed Si3N4/CNT ceramics tailored by CNT content

材料科学 陶瓷 微波食品加热 红外线的 碳纳米管 吸收(声学) 复合材料 吸水率 光电子学 纳米技术 光学 电信 计算机科学 物理
作者
Jian Zou,Quan Li,E. Zhao,Jianhao Zhang,Yang Wang,Jian Yang
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:50 (15): 27530-27539 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2024.05.053
摘要

Current research on radar and infrared dual stealth in dense Si3N4-based ceramic materials is limited. This study investigates the influence of carbon nanotubes (CNTs) on the composition, microstructure, electromagnetic wave absorption (EMA) capabilities, and infrared emissivity of hot-pressed Si3N4-based ceramics. The addition of CNTs resulted in the formation of numerous heterogeneous interfaces and the CNTs conductive network, initially enhancing the ceramics' EMA capabilities before gradually decreasing. Si3N4-based ceramics loaded with 0.5 wt% and 1 wt% CNTs exhibited significant EMA capabilities, with a minimum refection loss of -60.95 dB at thickness of 7.49 mm. However, with an increase in CNT content, the increasing heterogeneous interfaces and pores in ceramics enhanced the absorption of the electromagnetic wave in the infrared band, resulting in a rise in total infrared emissivity from 0.584 to 0.679. To optimize radar and infrared stealth performance, a two-layered structure can be designed, with Si3N4 and Si3N4/CNT ceramics serving as the outermost and second layers, respectively. This study provides a way to design high density Si3N4-based ceramics with infrared and radar stealth.
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