弹性聚合物基吸波复合材料的研究进展

张文婷　李家强　张礼颖

摘要：      随着雷达探测技术在军事领域的大规模应用， 航空飞行器等军事作战武器在复杂多变的作战环境中受到了严重的威胁。 发展具有压缩弹性和吸波性能一体化的复合材料， 使其在雷达探测内达到高机动、  高巡航和隐身特性是提高其生存能力和军事作战能力的关键措施之一。 本文重点综述了弹性聚合物基吸波复合材料的吸波机制， 分析了影响吸波性能和压缩性能的各种因素， 并对未来弹性聚合物基吸波复合材料的发展方向进行了展望。

关键词：     聚合物基； 吸波复合材料； 弹性性能； 吸波性能； 研究进展; 飞行器中图分类号：      TJ760; V257

文献标识码：    A文章编号：     1673-5048（2023）02-0031-11

DOI： 10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0160

0引言

在现代军事作战中， 航空飞行器［1-2］特别是远程战略轰炸机［3］、  隐形战斗机［4］、  巡航导弹［5］、  空空导弹［6-7］等受到敌方雷达探测带来的威胁越来越大，  发展高效电磁波吸收材料（以下简称为吸波材料）对实现军事武器的雷达隐身， 提高空中作战能力具有举足轻重的意义。 吸波材料是将电磁波产生的能量转换为热能等其他形式的能量耗散出去， 从而达到有效控制电磁波的目的［8-10］。 通过使用吸波材料能够有效降低电磁波的反射率， 实现飞行器的雷达隐身。 因此， 在飞行器结构设计中采用高性能吸波材料成为隐身技术发展的关键因素之一。

随着航空工业的不断发展， 飞行器将跨速域、  跨空域使用， 高速度、  高机动等特点将带来愈加严酷和复杂的动力学环境［11］。 新一代高超声速飞行器因其在飞行过程中飞行马赫数高、  飞行环境复杂， 承受着严重的气动载荷和气动热载荷， 其结构弹性力与惯性力、  气动力及热效应之间产生耦合作用， 导致结构在一定程度上发生变形， 从而引发气动弹性问题， 进而影响飞行器的飞行特性［12］。 颤振是一种典型的气动弹性问题， 当颤振发生时， 飞行器结构的振动幅值会增大， 机身结构弹性振动会导致飞行器结构材料的性能被破坏并带来灾难性的后果［13］。 因此， 在飞行器结构设计中， 保证飞行器具备优异隐身性能的同时， 开发高效弹性阻尼减振材料， 进而实现飞行器隐身性能和结构弹性动力学性能一体化变得尤为重要。

材料在发生弹性形变时， 其分子间结合力会发生拉长， 缩小或者旋转［14］。 金属材料在外力作用下可以发生弹性变形， 但变形程度小， 且密度大、  耐腐蚀性能差， 变形后会导致飞行器零件强度发生变化。 陶瓷材料在外力作用下也可以发生微小的弹性变形， 但其脆性远高于压缩弹性。 而聚合物材料是由结构简单的链节构成长链分子［15］， 其特性具有优异的耐候、  耐高温、  耐腐蚀等优点， 同时由于其自身具有良好的内阻尼及高弹性， 当受到外力作用时可实现较大的弹性变形， 可以作为结构减振器及能量吸收器， 用于隔离飞行器恶劣的环境振动和吸收冲击能量［16］。 因此， 以聚合物材料为骨架， 设计并制造具有压缩弹性和吸波性能一体化的弹性聚合物基吸波复合材料， 在飞行器领域具有重要的现实意义。

一般弹性聚合物吸波复合材料包括橡胶吸波复合材料［17-19］、  凝胶吸波复合材料［20-22］等。 对于“薄（厚度薄）、  轻（质量轻）、  宽（频带宽）、  强（吸收性能强）”的吸波材料而言， 橡胶吸波复合材料雖然具有一定弹性和可加工性， 但作为隐身材料不可避免地出现密度大、  质量大等缺点； 凝胶吸波复合材料虽然具有一定的弹性， 但其也具有密度大和隔热性能差的缺点， 而且还会因细菌或霉菌入侵脱水、  变质， 难以满足恶劣环境中飞行器对结构的要求。 因此， 开发具备质量轻、  力学性能好的新材料， 实现大体积结构弹性变形， 可以在满足隐身性能的同时， 保证飞行器的高机动性和高巡航速度。

具有多孔结构的弹性聚合物基吸波复合材料， 如气凝胶［23-25］和泡沫［26-27］等， 因其具有孔隙率高、  轻质、  比表面积大等优点， 不仅满足吸波材料质量轻、  频带宽、  吸波性能高的要求， 还具有优异的压缩回复性能。 此外， 多孔结构还使复合材料具有一定的热防护性能， 在军事飞行器领域具有巨大的应用潜力。 因此， 本文综述的重点是具有多孔结构的弹性聚合物基吸波复合材料（以下称为弹性吸波复合材料）。 目前， 关于弹性吸波复合材料的相关报道还很少。 因此， 全面综述弹性吸波复合材料的微观结构与吸波性能和弹性性能之间的构效关系， 将有助于实现弹性/吸波功能一体化， 推动弹性吸波复合材料在飞行器领域的应用。

本文首先阐述了弹性吸波复合材料设计依据， 随后综述了弹性吸波复合材料的吸波性能与压缩弹性， 并根据复合材料体系中吸波填料的类型， 将其分为单一组分及多组分的吸波填料。 总结了弹性吸波复合材料的应用， 分析影响吸波性能和弹性性能的各种因素。 最后讨论了当前弹性吸波复合材料的发展现状， 并对未来其发展方向进行了展望。

1弹性吸波复合材料设计依据

1.1吸波性能评价

1.2电磁损耗

1.3阻抗匹配

1.4压缩弹性

复合材料的压缩弹性可以通过应力-应变（σ-ε）曲线来进行有效评估， 一般σ-ε曲线分为三个阶段： 线性段、  屈服平台段（大部分机械能量消散）和致密化状态（也称作坍塌压实段， 材料内部孔体积变小）， 如图1（a）所示。 屈服平台段可以有效控制应力振动幅度， 大幅度吸收能量， 从而减小飞行器各组件相互传递的应力载荷， 达到保护重要组件的目的［54-56］。 在持续加载过程中， 复合材料保持致密化逐渐收缩； 卸载过程中， 复合材料结构回弹逐渐回复原始形态。 因此， 弹性复合材料在加载和卸载循环后依旧保持其宏观形状而不会变形。 然而由于能量耗散， 一般在σ-ε曲线上会观察到滞后回线， 如图1（b）所示。 影响复合材料压缩弹性的因素包括微孔分布、  微孔排列和孔隙率等。 若微孔分布不均匀， 材料局部刚度变小， 导致施加应力过程中微孔局部快速坍塌， 从而导致较低的压缩弹性； 若孔结构的排列为无序结构会导致材料压缩弹性较弱， 相比之下， 有序结构可以有效地沿着骨架传递应力而不会发生结构坍塌。 若降低材料的孔隙率， 施加应力过程中， 材料被迅速压实， 也会导致较低的压缩弹性［54， 57-58］。 因此， 设计并制备微孔分布均匀、  孔排列有序且高孔隙率的复合材料是实现其压缩弹性的优选方案。

2弹性聚合物基吸波复合材料的研究进展

现有报道的纯石墨烯和MXene弹性吸波材料， 由于π-π作用［59］、  氢键［60］和静电作用［61］的弱连接而导致弹性较差， 当对其施加载荷时， 仅压缩几次就会出现永久塑性变形［58］。 为了获得吸波性能优异， 压缩弹性良好的吸波材料， 通常以弹性聚合物材料作为骨架结构， 添加高性能吸波剂作为填料， 通过超临界干燥、  化学发泡和冰晶模板诱导自组装等方法， 制备具有泡沫或气凝胶等结构的弹性聚合物基吸波复合材料。 在此， 本文通过介绍纯聚合物弹性吸波材料， 含有单一吸波组份的弹性聚合物基吸波复合材料以及含有多损耗组份的弹性聚合物基吸波复合材料， 总结吸波复合材料的结构与吸波性能及压缩弹性之间的关系， 并阐述相应的机理。

2.1纯聚合物弹性吸波材料

目前， 关于纯聚合物弹性吸波材料的相关报道较少。 在最近的一项工作中， Xie等［62］以FeCl3为氧化剂， 采用一种简便的自组装聚合方法， 获得了三维（3D）轻质聚吡咯（PPy）气凝胶， 如图2（a）所示。 3D-PPy水凝胶在瓶子底部形成， 干燥之后3D-PPy气凝胶显示出适当的压缩变形性能， 如图2（b）所示。 此外， 由于PPy具有良好的导电性， 3D-PPy气凝胶材料在频率为6.5 GHz时最小反射损耗（RL_min）约为-25.0 dB， 在厚度为5.0 mm时， 其EAB约为2.6 GHz， 如图2（c）所示。 Yu等［63］采用简便的氧化聚合和冰晶诱导自组装的工艺制备了PPy气凝胶。 所制备的PPy气凝胶具有可压缩性。 在ε=50%时， PPy3（FeCl3与PPy单体的摩尔比为1.5∶1）气凝胶的σ=18.7 kPa。 同时， 由于气凝胶3D导电骨架及良好的阻抗匹配特性， 使PPy气凝胶具有一定的吸波特性。 在频率为14.0 GHz， 厚度为2.0 mm时， RL_min为-55.0 dB， EAB为5.5 GHz。 然而， 纯3D-PPy气凝胶作为弹性聚合物吸波材料虽然具有一定的压缩变形性能和吸波性能， 但存在模量降低， 压缩回复性能差等缺点。

为满足多功能高效吸波的要求， 研究人员向聚合物中加入磁损耗型、  介电损耗型或电阻损耗型的吸波功能填料， 通过磁损耗、  介电损耗或电阻损耗等损耗机制将入射电磁波的能量转化为热能等其他形式的能量而耗散掉， 是目前研究弹性聚合物基吸波复合材料普遍采用的方法。

2.2聚合物基-电阻型-弹性吸波复合材料

碳纳米管（CNT）、  碳纳米纤维（CNF）、  氧化石墨烯（GO）、  还原氧化石墨烯（RGO）及MXene等一维（1D）和二维（2D）材料作为电阻型吸波填料备受研究学者的关注， 在此综述了含有电阻损耗机制的弹性聚合物基复合材料的吸波性能和压缩弹性。

2.2.1聚合物基-1D电阻型-弹性吸波材料

1D CNT由于其长径比高、  导电性好、  密度低及比表面积大等优点， 是制备弹性聚合物基吸波复合材料的高性能填料之一。 Zhang等［64］通过冰晶诱导自组装的方法制备了聚酰亚胺（PI）/CNF复合气凝胶。  CNF的加入有效降低了PI氣凝胶的收缩率， 提高了复合气凝胶的压缩模量（CNF的添加量为15.0 wt%时， 复合气凝胶的压缩模量从344.0 kPa提高到684.8kPa）。 此外， 随着CNF添加量的增加， 进一步提高了复合气凝胶的电阻损耗， 使其表现出一定的吸波性能。 在频率为8.5 GHz， 厚度为5.0 mm时， RL_min约为-9.8 dB。 Xu等［65］通过同样的方法获得了具有微波吸收性能的纤维素纳米纤维/CNT复合泡沫， 如图3（a）所示。 复合泡沫表现出较高的压缩回复性能， 如图3（b）所示。 在ε＜41.0%时， 复合泡沫存在线性变形状态， 随着应变的增加， 复合泡沫的孔被压并逐渐消失出现非线性变形状态； ε=75.0%时， σ约为13.0 kPa。 此外， 复合泡沫在频率为8.2 GHz、  厚度为20.0 mm时， RL_min约为-15.0 dB， EAB约为15.7 GHz， 如图3（c）所示。 复合泡沫优异的宽频吸收归因于多孔结构会导致入射电磁波的多重散射， 并且CNT引起的电阻损耗及复合泡沫在多孔结构中形成的大量异质界面增强了介电损耗， 如图3（d）所示， 从而导致复合泡沫具有优异的宽频吸波性能。 Ni等［66］通过单向冷冻、  冰晶诱导自组装和热亚胺化工艺， 合成了PI/羧基功能化多壁CNT（PI/MWCNTs-COOH）复合气凝胶。 该气凝胶表现出各向异性的压缩回复性能， 施加载荷沿平行气凝胶孔的方向压缩， σ随ε呈线性增加， 外力去除后， 气凝胶基本回复到原始状态。 沿垂直方向压缩， σ-ε曲线依次呈现线弹性区、  屈服平台区和致密化区， 表现出多孔材料典型的压缩回复行为。 在ε=10.0%时， PI/MWCNTs-COOH-10（添加10.0 wt% MWCNTs-COOH）在水平方向压缩强度为0.4 MPa， 垂直方向的压缩强度为0.9 MPa， 说明孔结构的排列对材料的压缩性能有一定的影响。 同时， PI/MWCNTs-COOH复合气凝胶展现了一定的压缩回弹性能。 此外， 电磁波沿水平方向平行于复合气凝胶孔时， PI/MWCNTs-COOH-16（添加16.0 wt% MWCNTs-COOH）复合气凝胶在12.8 GHz、  厚度为2.5 mm时， RL_min为-52.0 dB， EAB为6.7 GHz， 这归因于阻抗匹配和电磁损耗（MWCNTs引起的电阻损耗和异质界面引起的界面极化损耗）的协同作用使其表现出优异的吸波性能。 以上结果表明， 通过添加电阻型吸波功能填料能够增加聚合物基复合材料的吸波性能， 并且通过调整孔结构的排列， 可以使其呈现各向异性的压缩弹性。

2.2.2聚合物基-2D电阻型-弹性吸波材料

2D纳米材料， 尤其是GO和MXene， 由于其大的比表面积、  可调的电学特性和丰富的官能团， 成为吸波填料的候选材料之一［67］。

Bidsorkhi等［68］以聚偏氟乙烯（PVDF）为聚合物基体， GO为填料， 通过冰晶诱导自组装的方法制备了PVDF/GO气凝胶吸波复合材料， 如图4（a）所示。  当添加7.0 wt%的GO时， 复合气凝胶的压缩模量（G7A≈25.0 MPa）大于纯PVDF气凝胶的压缩模量（G0A≈5.0 MPa）， 说明GO的加入有效提高了复合气凝胶的力学性能， 如图4（b）所示。 同时， 复合气凝胶还表现出优异的吸波性能。 在频率约为12.5 GHz、  厚度为2.2 mm时， RL_min约为-65.0 dB， EAB约为4.0 GHz， 如图4（c）所示。 Wang等［27］设计了复合材料的梯度结构， 制备了热塑性聚氨酯（TPU）/GO多孔复合材料。 复合材料具有较强的抗压性和优异的压缩回弹性， 在ε=70.0%时， σ=572.7 kPa。 同时， 复合材料还具有一定的吸波性能， 在频率为17.0 GHz、  厚度为6.0 mm时， 复合材料的RL_min为-52.1 dB， EAB为4.4 GHz。 Zhou等［69］采用冰晶诱导自组装和退火两步法成功制备了PI/芳纶纳米纤维（ANF）/RGO（PI/ANF/RGO）复合气凝胶。 结果表明， 当添加10.0 wt%的RGO时， PI/ANF/RGO-10气凝胶在50.0%应变下的应力可达60.0 kPa， 这源于ANF和PI增强了RGO片之间的结合力， 使其具有优异的压缩稳定性。 同时， 当添加15.0 wt%的RGO时， PI/ANF/RGO-15复合气凝胶在电阻损耗、  偶极极化损耗和界面极化损耗的协同效应下， 使其在频率为10.8 GHz， 厚度为5.5 mm时， RL_min达到-41.0 dB， EAB为4.0 GHz。

MXene是一种新型的二维纳米材料， 表面具有丰富的官能团（OH，  O或F基团）。 与石墨烯相比， MXene具有相对较低的电阻率使其在电阻损耗方面比GO更有优势［70］。 但由于MXene易于氧化及MXene纳米片之间的范德华力较弱， 很难构建独立的、  机械柔性的3D框架。 Yang等［71］采用单向冰晶诱导自组装的方法制备了各向异性的明胶@Mxene（G@M）纳米复合气凝胶。 轻质G@M气凝胶表现出各向异性的压缩回复性能， 在ε=40.0%时， 添加15.0 wt%的MXene时， 压缩强度（G@M-15≈16.0 kPa）为垂直方向（G@M-15≈4.0 kPa）的2～4倍。 但在平行孔的方向压缩40.0%时， 出现了一定的残余应变， σ-ε曲线观察到明显的滞后曲线， 垂直方向压缩， 表现出良好的压缩回复特性。 各向异性的力学性能源于在平行方向压缩压力由垂直排列刚性MXene纳米片壁支撑， 施加载荷时MXene纳米片壁分裂和断裂不可恢复。 沿垂直方向压缩时， 压力会分散到垂直方向由弹性明胶连接的随机分布的MXene纳米片壁上， 导致相对较弱的压缩强度， 但具有出色的压缩应变回复能力。 此外， 单向排列的MXene纳米片赋予复合气凝胶优异的电阻损耗及极化损耗， 同时多孔结构进一步促进电磁波的多重反射和散射， 优化了阻抗匹配， 使复合气凝胶表现出各向异性的吸波特性。 当添加45.0 wt%的MXene时， G@M-45在14.0 GHz， 厚度为2.0 mm处RL_min为-59.5 dB， EAB为6.24 GHz。

此外， Liu等［24］用PI大分子桥接单个MXene纳米片构建了3D PI/MXene气凝胶。 在ε=50.0%时， 气凝胶的σ约为72.0 kPa。 同时， 气凝胶还具有优异的微波吸收性能， 在频率为10.0 GHz， 厚度为2.4 mm时， RL_min和EAB分别达到-45.4 dB和3.0 GHz。 Dai等［25］通过双向冰晶诱导自组装的方法制造了具有可逆压缩性（如图5（a）所示）和微波吸收性能的PI/MXene（PM）气凝胶。 由于产生的双温度梯度， 高度各向异性的气凝胶沿片层方向表现出明显更高的机械强度（Z方向， 249.1 kPa）， 如图5（b）～（c）所示。 PM气凝胶在频率为6.0 GHz， 厚度为2.5 mm时， RL_min为-41.8 dB， EAB为2.0 GHz（Z方向）， 如图5（d）所示。 这类气凝胶材料优异的吸波性能源于MXene的电阻损耗， MXene和PI之间异质界面所产生的界面极化和偶极极化损耗， 并且气凝胶的多孔结构也进一步提高了气凝胶的阻抗匹配度， 同时也促进了电磁波的多重散射和反射， 如图5（e）所示。

2.3聚合物基-多组分型-弹性吸波復合材料

含有单一组分吸波填料的聚合物基吸波复合材料虽然获得了一定的压缩弹性和吸波性能， 但也存在着一些问题， 如CNT、  MXene及GO等导电填料随着含量的增加容易导致阻抗失配导致使其吸波性能降低。 因此， 可以引入具有多重吸波机制的吸波填料来提高弹性聚合物基复合材料的吸波性能， 并且同时通过微结构的设计来提高其压缩弹性。

课题组近期以PI为骨架， 以NH₂-SiO₂包覆Fe₃O₄纳米颗粒（NH₂-SiO₂@Fe₃O₄）为吸波剂和增强填料， 制备了PI复合气凝胶［72］。 由于NH₂-SiO₂@Fe₃O₄与PI之间的交联反应增强了气凝胶骨架结构稳定性， PI/SF30（SiO₂@Fe₃O₄的添加量为30 wt%）复合气凝胶展现出良好的压缩回弹性能且压缩模量达到556.0 kPa， 如图6（a）～（c）所示。 同时， 在频率为14.0 GHz， 厚度为2.0 mm时， RL_min和EAB分别达到了-49.7 dB和7.8 GHz，  如图6（d）所示。  这得益于核壳结构的NH₂-SiO₂@Fe₃O₄磁/介电损耗的协同效应和气凝胶材料优异的阻抗匹配特性， 如图6（e）所示。

Luo等［73］通过向PI中加入磁损耗及电阻损耗型吸波填料的方法制备了各向异性的PI/CNT/CoFe₂O₄（PCC）杂化气凝胶。 PI和CNT分别作为骨架和交联剂， CoFe₂O₄纳米粒子为磁性组分均匀嵌入杂化气凝胶内部。 所制备的PCC气凝胶具有良好的压缩回复性能， 这取决于其内部多孔结构以及CNT和PI之间异质界面的相互作用。 此外， 由于气凝胶引入了各向异性结构， 导致在各个方向上表现出明显不同的压缩特性， 如图7（a）所示。 沿轴向方向σ-ε曲線出现三个典型的压缩过程： 线弹性区（存在弹性变形）、  屈服平台区（曲线变得平缓， 同时气凝胶出现一定的损伤）以及致密化区（气凝胶的多孔结构逐渐压实， 应力迅速增大）， 如图7（b）所示。 如图7（c）所示， 复合气凝胶的轴向抗压能力大于径向， 在ε=50.0%时， PCC-3（CNT的添加量为30.0 wt%）轴向抗压强度为340.6 kPa。 这得益于对复合气凝胶良好的微结构设计， 加入刚性CNT作为骨架支撑作用以及内部CNT和PI链之间良好的协同作用， 使其具有一定的压缩回复特性。 此外， PCC气凝胶表现出各向异性的吸波性能， 在频率为13.0 GHz， 厚度为2.8 mm时， RL_min为-47.2 dB， EAB约为7.2 GHz（轴向）， 如图7（d）所示； PCC气凝胶在频率为15.0 GHz， 厚度为2 mm时， RL_min为-54.4 dB， EAB约为6.0 GHz（径向）， 如图7（e）所示。 这是因为气凝胶的多孔特性和电/磁耦合相互作用改善了材料的阻抗匹配， 这种协同作用使其具有优异的吸波性能。 如图7（f）所示， CNT的加入， 使PCC气凝胶具有一定的极化损耗， 磁性CoFe₂O₄的引入产生磁损耗（包括自然共振、  交换共振、  涡流损耗）， 在介电损耗和磁损耗的协同作用下， PCC气凝胶获得优异的吸波性能。

以上研究结果表明， 通过对冰晶诱导自组装以及对弹性吸波复合材料进行微结构设计， 可以制备具有优异压缩弹性的聚合物基吸波复合材料， 同时多元组分的协同损耗机制使其具有优异的吸波性能。

为了更准确地比较弹性吸波复合材料的吸波性能， 计算两个特定反射损耗值［74-75］： SRLt（RL/试样厚度）和SRLft（RL/填料负载×试样厚度）。 |SRLt|和|SRLft|值越高， 表明综合吸波性能越好。 如图8所示（因部分文章没有标明吸波填料的负载量， 故图8（b）只表现出部分文章的|SRLft|值）， PI/NH₂-SiO₂@Fe₃O₄（PI/SF）复合气凝胶的|SRLt|值为25.8 dB·mm^-1， |SRLft|值为355.0 dB·mm^-1·mg^-1； PPy/FeCl₃气凝胶|SRLt|值为28.0 dB·mm^-1， |SRLft|值为280.0 dB·mm^-1·mg^-1。 以上结果表明： PI/SF复合气凝胶及PPy/FeCl₃气凝胶作为高效吸波材料具有优异的应用潜力。 然而PI/SF复合气凝胶以PI为骨架， 具有优异的耐高温性能， 能够保护飞行器重要结构部件免受高温损伤， 保证恶劣飞行环境中飞行器的飞行稳定性。

3总结与展望

本文主要综述了弹性聚合物基吸波复合材料的研究进展， 详细介绍了弹性聚合物基吸波复合材料的设计依据、  材料种类、  压缩弹性及吸波性能。 综合以上分析， 作者对弹性聚合物基吸波复合材料总结与展望如下：

（1） 多种损耗机制及阻抗匹配的协同作用是获得高吸波性能的关键。 同时， 利用聚合物本身的优势构建力学性能优异的骨架结构， 可以获得弹性/吸波功能一体化的复合材料。

（2） 具有多组分吸波剂的复合材料具有优异的吸波性能， 这源于丰富的异质界面增强了吸波材料的界面极化； 3D多孔骨架促进了电磁波的进一步反射和散射； 磁性材料的引入大大提高了吸波材料的磁损耗。 此外， 通过单向冷冻、  双向冷冻等方法调节复合材料的孔结构不仅可以调节阻抗匹配度， 而且可以使复合材料表现出各向异性的压缩弹性。

（3） 多组分损耗的协同作用可获得优异的吸波性能， 但吸波填料的增多不可避免地会降低材料的压缩弹性； 3D多孔结构可以增强多重反射以及多组分填料可以产生多重损耗， 尽管如此， 其潜在机制仍然不清楚。 因此， 如何制备高效的吸波剂使其具有吸波性能的同时还能保持优异的压缩弹性？如何构建多孔结构与吸波性能之间的构效关系来获得优异的压缩弹性和吸波性能？如何通过调节气凝胶的骨架结构来实现宽频吸波？这些问题都需要进行进一步系统的研究。

（4） 现阶段吸波测试的研究工作大多采用同轴测试法（电磁波垂直入射）。 然而飞行器在实际飞行环境中， 入射电磁波的方向是无法确定的。 因此， 应采用拱形法模拟飞行器实际飞行环境测试吸波复合材料的吸波性能。

（5） 飞行器高速度、  高机动的特点使飞行器的飞行环境严酷且复杂， 从而引发一系列气动弹性问题。 而现阶段对复合材料弹性的评价只局限于静态弹性测试， 无法准确确定飞行器在飞行中气动弹性对复合材料的影响， 因此， 迫切需要进行复合材料在模拟真实环境下的压缩弹性及吸波性能的测试。

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Research Progress of Elastic Polymer-Based

Microwave Absorbing Composites

Zhang Wenting Li Jiaqiang Zhang Liying

（1. College of Materials Science and Engineering，  Donghua University， Shanghai 201620， China；

2. Center for Civil Aviation Composites， Donghua University， Shanghai 201620， China; 3. State Key Laboratory for

Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials， Donghua University， Shanghai 201620， China）

Abstract： With the large-scale application of radar detection technology in the military field， military combat weapons， such as aircrafts， have been seriously threatened in complex environments.  Developing composite materials with the integration of elasticity and microwave absorption performance to achieve high mobility， high cruise and stealth characteristics of military aircrafts whitin radar detection is one of the key measures to improve their survival and military combat capabilities. In this paper， the microwave absorption mechanisms of elastic polymer-based composites are reviewed， and various factors affecting the microwave absorbing and elastic properties are analyzed. The development direction of elastic polymer-based microwave absorbing composites in the future is expected.

Key words： polymer-based；  wave absorbing composites； elastic property；  wave absorption property； research progress; aircrafts