Multi- functional composite materials have a lot of advantages that nano-materials can be added to the polymer matrix due to these additional characteristics. The fiber reinforced composite materials have potential for application ranging from commercial to military system.
To improve the durability related to the structural use of these materials, researchers have examined as to whether radar-absorbing structure (RAS) with absorption of electromagnetic waves can be used for load- bearing structures to reduce radar cross section (RCS). Extant studies combine conventional absorbers with nano-conductive particles to obtain various dielectric permittivity that are implemented by using nano-conductive particles with high weight percentage (wt. %) that are dispersed in a polymer matrix to improve radar absorbing performance. Some researchers recently developed the different types of RASs with periodic pattern surfaces made from lossy materials. However, the dispersion of nano-conductive particles in a polymer matrix is an extremely complicated process as mechanical and electrical properties are altered based on the dispersion of the added nano-materials; Also, these implemented method has several disadvantages and drawbacks in terms of fabrication, performance and application. In case of radar absorbers based on resistive sheets of various periodic patterns fabricated as combinations of fiber-reinforced composite materials, degradation in mechanical performance is caused by reduced interlaminar shear strength. Also, these studies mainly focus in the effect of electrical properties with flat-plate shape specimens with respect to paramedic studies. Most researches listed limitations in terms of a practical approach from the design to fabrication.
In this study, a thin and lightweight narrowband RASs with new design concept by electrical modification of dielectric fabric via an electroless plating technique was proposed without dispersing nano-conductive particles in a polymer matrix. Also, to enlarge the complex permeability related to the magnetic properties, the broadband RASs with the magnetic material coated fabric was presented by an Rf magnetron sputtering deposition method.
일반적인 전자파 흡수 구조는 강화 섬유 (fiber), 기지 재료(matrix) 그리고 그 흡수 성능에 기인되는 다양한 나노 입자 첨가물 (filler)로 구성되어 있다. 이러한 다양한 나노 입자 첨가물은 함량에 따라 다양한 전자기 물성을 얻을 수 있는데 결국 흡수 성능을 높이기 위해서는 높은 무게 분율 (weight percent, wt.%)의 나노 입자 첨가물을 기지 재료에 분산 시켜 전자파 흡수 구조를 설계하게 된다. 하지만, 이러한 나노 손실 재료를 기지에 분산시켜 전자파 흡수 구조를 설계 하는 방법은 매우 복잡하고 작업자의 따라서 분산하는 방법의 차이가 많기 때문에 설계 단계에서 높은 점도 (high viscosity)와 기계적/전자기적 불확실도 (uncertainty)를 증가시켜 항공기의 곡면형 구조물에 적용시 한계점이 발생한다. 본 연구에서는 이러한 한계점을 극복하고 항공기의 곡면형 날개 구조물에 적용하기 위해 기존의 나노 손실 재료를 사용하지 않고 무전해 도금 방법을 활용하여 유리섬유(glass fabric)와 같은 유전체 섬유에 전자기적 손실을 일으킬 수 있는 니켈 (nickel)을 코팅을 하여 전자파 흡수 구조를 제안하였다. 또한 광대역에서 우수한 전자파 흡수 성능을 발휘하기 위해 물리적 기상 증착 스파터링 (Rf magnetron sputtering) 코팅 기법을 활용하여 자성 재료 코발트 (cobalt)의 함량에 따라 얇고 가벼운 광대역 전자파 흡수 구조를 제안하였다.
