本书基于作者团队的研究成果，系统介绍了高温吸波陶瓷基复合材料结构设计、材料制备及电磁性能调控。首先介绍了高温吸波材料的研究进展，在此基础上，详细介绍了吸波材料的多尺度结构设计、连续纤维的微结构与电磁性能、陶瓷基体的微结构与电磁性能、单一纤维增强陶瓷基复合材料及其性能、多层结构吸波陶瓷基复合材料的设计与性能、周期性结构吸波陶瓷基复合材料的设计与性能。
本书可供吸波材料、隐身材料、陶瓷基复合材料等领域的研究人员参考使用。

第1章 绪论 001
1.1 雷达隐身技术 002
1.2 电磁波吸收原理 006
1.2.1 电磁损耗机制 009
1.2.2 电磁参数与吸波性能 011
1.3 常用吸波材料 013
1.3.1 导电聚合物 014
1.3.2 磁性金属及其化合物 014
1.3.3 碳材料 015
1.3.4 耐高温陶瓷 020
1.4 吸波陶瓷基复合材料 026
1.5 吸波陶瓷基复合材料所面临的挑战 030
参考文献 031

第2章 吸波材料的多尺度结构设计 035
2.1 引言 036
2.2 材料对电磁波的响应特性 036
2.3 单层吸波材料 039
2.3.1 目标介电常数 039
2.3.2 微观结构设计 041
2.4 宽频吸波材料 046
2.4.1 多层结构设计 046
2.4.2 周期性结构设计 049
2.5 结构型吸波陶瓷基复合材料 052
2.5.1 纤维 053
2.5.2 界面和基体 056
2.5.3 各结构组元的阻抗匹配设计原则 059
2.6 吸波陶瓷基复合材料的微结构 060
2.7 宽频吸波陶瓷基复合材料的宏观结构 063
参考文献 065

第3章 连续纤维的微结构与电磁性能 069
3.1 国产SLF SiC纤维 070
3.2 国产Amosic-Ⅱ SiC纤维 072
3.2.1 微结构与本征电磁性能 072
3.2.2 纤维表面改性 074
3.3 国产Amosic-Ⅲ SiC纤维 079
3.3.1 微结构与本征电磁性能 079
3.3.2 热处理对纤维微结构和电磁性能的影响 083
3.4 日本ZMI SiC纤维 086
3.5 美国Nextel 610纤维 091
3.6 T300-碳纤维 096
参考文献 099

第4章 陶瓷基体的微结构与电磁性能 103
4.1 引言 104
4.2 CVD工艺制备SiCN陶瓷 104
4.2.1 CVD-SiCN陶瓷的热力学相图 105
4.2.2 CVD-SiCN陶瓷的电磁性能 107
4.3 PDCs硅基陶瓷及其本征电磁性能 113
4.3.1 PDCs-SiCN陶瓷 113
4.3.2 PDCs-SiOC陶瓷 118
4.3.3 PDCs-SiC陶瓷 121
4.3.4 PDCs-SiBCN陶瓷 125
4.4 吸波相改性陶瓷基体 130
4.4.1 CNT改性SiOC陶瓷 130
4.4.2 纳米SiC改性SiOC陶瓷 133
4.4.3 纳米SiC改性SiBCN陶瓷 136
4.5 化学改性先驱体制备SiOC陶瓷基体 140
4.6 吸波陶瓷的基底诱导晶化 144
参考文献 148

第5章 单一纤维增强陶瓷基复合材料及其性能 153
5.1 引言 154
5.2 纤维增强SiCN基复合材料 154
5.2.1 国产Amosic-Ⅱ SiC纤维增强SiCN基复合材料 154
5.2.2 日本ZMI SiC纤维增强SiCN基复合材料 156
5.2.3 国产Amosic-Ⅲ SiC纤维增强SiCN基复合材料 158
5.2.4 美国Nextel Al2O3纤维增强SiCN基复合材料 159
5.3 SiC纤维增强SiBCN基复合材料 162
5.4 SiC纤维增强Si3N4基复合材料 165
5.4.1 日本 ZMI SiC纤维增强Si3N4基复合材料 165
5.4.2 国产Amosic-Ⅲ SiC纤维增强Si3N4基复合材料 168
5.5 SiC纤维增强Si3N4-SiOC基复合材料 172
5.6 吸波型SiCf/Si3N4复合材料的力学性能 177
参考文献 184

第6章 多层结构吸波陶瓷基复合材料的设计与性能 187
6.1 引言 188
6.2 三层Jaumann型吸波陶瓷基复合材料 188
6.2.1 结构设计 188
6.2.2 室温吸波性能 190
6.2.3 高温吸波性能 193
6.3 双层阻抗匹配型SiCf/EP复合材料 196
6.3.1 结构参数优化 196
6.3.2 吸波性能验证 198
6.3.3 多尺度吸波机理 198
6.4 双层阻抗匹配型SiCf/Si3N4复合材料 200
6.4.1 结构参数优化 200
6.4.2 制备和性能验证 202
6.5 三层阻抗匹配型陶瓷基复合材料 207
6.5.1 本征电磁性能 207
6.5.2 双层层合板结构 209
6.5.3 三层层合板结构 211
6.5.4 实验验证 213
参考文献 214

第7章 周期性结构吸波陶瓷基复合材料的设计与性能 217
7.1 引言 218
7.2 周期性楔形结构Cf/SiC复合材料 219
7.2.1 结构设计与制备 219
7.2.2 室温吸波性能 221
7.2.3 高温吸波性能 227
7.3 周期台阶结构SiCf/Si3N4复合材料 228
7.3.1 结构设计与制备 229
7.3.2 室温吸波性能 233
7.3.3 高温吸波性能 236
7.4 三明治结构SiCf/Si3N4复合材料 239
7.4.1 连续三明治结构SiCf/Si3N4复合材料 240
7.4.2 非连续三明治结构SiCf/Si3N4复合材料 243
7.4.3 多尺度吸波机理 247
参考文献 253

陶瓷基复合材料的出现成功解决了陶瓷脆性大的问题，它能充分发挥陶瓷耐高温、低密度的特性，因此成为航空航天领域重要的战略材料。陶瓷基复合材料在国内发展已历经近三十年，现如今正面向不同领域的应用强化其功能性，典型的应用如热防护领域，一般要求更高的使用温度，满足耐烧蚀需求；航空发动机要求长寿命、多功能一体化；卫星光机结构领域则朝着更高尺寸、更强稳定性发展。另外，制动领域已经在朝着民用领域（如高铁、汽车等）推进，是陶瓷基复合材料民用化应用的先锋。
西北工业大学很早就开始从事陶瓷基复合材料研究。在张立同院士带领下，先后围绕热结构SiC基复合材料开展了大量研究，并取得应用突破，带动了国内陶瓷基复合材料的发展。而后在复合材料结构功能一体化的应用牵引下，吸波陶瓷基复合材料成为课题组的重要研究方向。其核心是利用陶瓷纤维、界面和基体进行协同设计，实现对电磁波的吸收，同时保持陶瓷基复合材料本身的耐高温、低密度和承载特性，为新一代高性能航空发动机的研制提供更多材料选择。
超高温结构复合材料重点实验室在殷小玮教授的带领下，于2010年开始此方向的研究，到现在已经过去了十五年，在这期间国内各单位陆续围绕吸波陶瓷基复合材料开展研究。也正是基于此，本书借此机会对实验室在此方向的研究成果进行梳理。全书包含7章内容，第1章介绍了吸波材料的研究现状，阐明了高温吸波陶瓷基复合材料研究的必然性；第2章是关于吸波机理的简要介绍，概述了当前材料吸波性能宽频化设计的思路，进而介绍了吸波陶瓷基复合材料的设计思路；第3章和第4章则是将纤维和基体分别单拎出来，主要是围绕纤维和硅基陶瓷的电磁特性进行介绍；第5章依据传统陶瓷基复合材料的设计思路，重点介绍单种纤维和陶瓷基体搭配后复合材料的电磁性能；第6章和第7章分别围绕多层铺层纤维结构和宏观周期结构进行介绍。本书是对SiC纤维增强陶瓷基复合材料吸波性能优化设计的系统展示，希望通过本书能够帮助国内外学者更加清晰地了解该研究方向的发展脉络。
本书第1章和第5章由范晓孟负责，第2章由孔硌负责，第3章由叶负责，第4章由薛继梅负责，第6章和第7章由周倩负责，全书由成来飞教授、范晓孟、叶和薛继梅统稿、校稿。
本书撰写过程中，侯泽鑫、李明航、杨帆等几位博士进行了书稿汇总相关的工作，在此表示感谢。另外书中包含李向明、叶、孔硌、李权、薛继梅、段文艳、许海龙、周倩、莫然、张亚君等研究生论文的相关内容，在此一并感谢。
最后谨以此书献给课题组吸波陶瓷基复合材料方向的奠基人殷小玮教授。感谢恩师多年来的教诲。时光流逝，总有一种精神在传承，唯愿不忘初衷，多年之后依然坚持当初为之奋斗的方向。

范晓孟
2025年6月，西安