磁损耗型吸波材料的发展现状

基于单一磁损耗型吸波材料存在密度大、吸收频带窄、阻抗匹配差等问题,文章介绍了磁性材料吸波机理及分类情况,简述了近年来磁性材料的国内外研究进展,并对其复合材料的制备方法进行归纳。通过将磁性材料与介电型吸波材料复合、调控磁性吸波复合材料结构、在磁性吸波材料表面涂覆包覆层、以其他金属部分取代铁氧体金属离子等方法,均能有效地提高复合材料吸波性能。但采用这些方法的制备工艺较为复杂,制备出的吸波材料仍存在吸收频带窄、吸收性能低等不足。针对现有问题,文章最后展望了磁性吸波材料未来的发展方向。     

磁性颗粒/碳纤维轻质柔软复合材料制备及其吸波性能

为开发兼具电损耗和磁损耗的新型轻质柔软吸波复合材料,采用聚丙烯腈(PAN)基预氧丝毡浸渍金属盐溶液,经高温处理工艺制备了磁性颗粒/碳纤维轻质柔软复合材料。通过弓形法吸波测试、X射线衍射、X射线能谱分析、扫描电子显微镜观察等方法对材料性能进行表征和分析。结果表明:所制备的复合材料由碳纤维和具有磁损耗性能的Fe—Co—Ni、Fe₃O₄、Fe—Ni、Fe—Co等颗粒组成,磁性颗粒沿着纤维轴向均匀分布,电损耗与磁损耗间的协同作用使磁性颗粒/碳纤维复合材料表现出优异的吸波性能。当处理温度为650 ℃和700 ℃时,试样电磁波发射损耗小于-5 dB的吸收波段分别为8.6~18 GHz和10~18 GHz,电磁波反射损耗小于-10 dB的吸收波段分别为13.9~18 GHz和14~18 GHz。结果表明,过高或过低的处理温度会降低材料电磁波损耗,通过调节处理温度可控制材料的吸波性能。     

二维碳化物在柔性电磁吸波领域的研究进展

针对传统电磁屏蔽材料因反射电磁波导致二次污染,现有吸波材料厚重、易腐蚀、柔韧性差、吸波频带窄等问题,归纳总结了新型二维过渡金属碳/氮化合物(MXene)及其柔性复合材料在吸波领域的应用研究。分析了MXene所具有的本征缺陷、官能团、高导电率、大的比表面积对吸波性能的影响,提炼出MXene及其柔性复合材料的吸波机制。指出MXene及其柔性复合材料可以通过改变化合物结构和形态结构、层层自组装、复合改性等方法,制备以吸收电磁波为主的电磁屏蔽材料,为新一代轻质超薄、柔性宽频、吸收型电磁屏蔽材料的发展及其在便携可穿戴电子设备上的应用提供了研究方向。     

碳纳米管／桑皮纤维复合材料吸波性能研究

用环氧树脂将碳纳米管和桑皮纤维结合一起制成复合材料,研究了碳纳米管材料和桑皮纤维材料的吸波性能,并分析了碳纳米管和桑皮纤维的含量比对复合材料吸波性能的影响,分析了试样厚度对复合材料吸波性能的影响。     

丝瓜络衍生碳纤维基复合材料的电磁波吸收性能

为解决当前多孔磁性碳基吸波材料制备工艺繁杂、能耗高、环境不友好等问题,提出基于多孔生物质源衍生的绿色环保策略。以高孔隙丝瓜络为前驱体,Co²⁺为金属源,二甲基咪唑为配体,经配位自组装获得丝瓜络/金属有机骨架结构复合材料,并经高温煅烧得到碳纤维基钴/碳(LS-Co/C)复合材料。结果表明：在800℃煅烧后,LS-Co/C展现了优异的吸波性能,厚度为1.5 mm时有效吸收带宽为5.2 GHz (12.8～18.0 GHz),其良好的吸波特性得益于错综复杂的三维多孔网络结构为电磁波提供了适宜的损耗空间,在电磁场作用下产生感应电流,并在碳纤维导电网络中快速衰减,同时钴/碳复合材料与碳纤维形成的多重界面极化助力电磁波进一步衰减。该研究将为新型多孔磁性碳基吸波材料的设计开发提供策略。     

石墨烯/磁性颗粒复合吸波材料的研究进展

石墨烯具有独特的二维材料性质,单以石墨烯作为功能粒子制备的吸波材料,吸波性能未达到预期值。为了开发"薄、轻、宽、强"的吸波材料,将不同磁性材料与石墨烯复合,可以改善单一石墨烯吸波材料的缺陷。分析了目前不同石墨烯/磁性颗粒复合吸波材料的吸波性能,主要介绍了石墨烯/磁性颗粒复合吸波材料的国内外最新研究进展,探讨了石墨烯/磁性颗粒复合材料的研究趋势。     

二维碳化物Ti_3C_2T_x/磁性材料复合吸波材料研究进展

二维过渡金属碳化合物Ti_3C_2T_x,具有优异的介电性能和独特的层状结构,通过介电损耗可实现较好的高频微波吸收性能。引入磁性材料增加磁损耗机制,双重损耗机制有望获得优异的吸波性能且拓宽吸波频带。文章介绍了Ti_3C_2T_x和磁性材料的电磁性能及吸波机制,分析了Ti_3C_2T_x分别与铁氧体、磁性金属颗粒及其合金和Ti_3C_2T_x/磁性材料衍生物复合的吸波性能及电磁波衰减机制。分析表明,Ti_3C_2T_x与磁性材料复合,其综合吸波性能要优于单一组分,且可以通过改变负载量来调整吸波强度和带宽,为制备低频下吸收强度高的吸波材料提供研究方向。     

Fe/C多孔碳材料制备及其涂层棉织物的吸波性能

为提高涂层棉织物的吸波性能,采用溶液混合法制备磁性金属有机框架(Fe-MOF),通过高温热解制备Fe/C多孔碳材料,以聚丙烯酸酯为黏合剂,将Fe/C多孔碳材料复合在棉织物上制备柔性纺织复合材料。借助X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、振动样品磁力计与热重分析仪分别对Fe/C多孔碳材料的结构、微观形貌、磁性能进行表征与测试,使用矢量网络分析仪对Fe/C多孔碳材料和涂层棉织物的吸波性能进行分析。结果表明：在频率为4.6 GHz时,Fe/C多孔碳材料的反射损耗值最小为-60.4 dB,小于-10 dB的有效带宽为1.4 GHz,最佳厚度为4.3 mm;涂层棉织物的反射损耗值最小为-53.94 dB,小于-10 dB的有效频宽为X波段(频率为8.2～12.4 GHz),最佳涂层厚度为4.5 mm; Fe/C多孔碳材料涂层棉织物厚度达到3.5 mm以上时,其吸波性能优良。     

含石墨烯导电吸波复合材料的研究进展

针对电子设备在运行时产生的电磁污染和电磁干扰等现状,吸波材料能将电磁能转化为热能、机械能等其他形式的能量而受到关注。文章首先介绍了石墨烯的结构及其吸波机理;其次探讨了石墨烯/碳纳米管、石墨烯/碳纤维、石墨烯/聚苯胺吸波复合材料的吸波性能;最后总结了三类吸波复合材料的联系与区别,并展望了石墨烯吸波复合材料在未来的发展和挑战。     

三维机织吸波复合材料的研究进展

探讨三维机织吸波复合材料的研究进展。介绍了吸波复合材料的分类。分析了层板型吸波复合材料的结构和性能特点。对泡沫型吸波复合材料和蜂窝型吸波材料的结构、应用领域和性能特点进行了总结。指出:蜂窝型三维机织复合材料具有良好的力学性能,且可以在普通织机上制备。认为:在力学性能稳定的基础上,制备具有良好吸波性能的蜂窝型三维机织复合材料是一个重要的研究方向。     

碳系电磁屏蔽材料的研究进展

随着电磁波的广泛应用,电磁污染已成为除空气、水、噪声污染外的第4类污染,故电磁防护非常重要。电磁防护材料主要分为吸波材料和屏蔽材料,吸波材料以损耗为主使电磁波衰减,屏蔽材料以反射、吸收和多次内反射等方式使电磁波衰减。碳系材料以其优良的导电性在电磁屏蔽家族中扮演着重要的角色,碳系材料包括石墨、膨胀石墨、石墨纳米片、碳纳米管和石墨烯等。碳系屏蔽材料可作为导电填料,提高聚合物的导电性。通过晶格掺杂可使碳晶格中产生更多缺陷,导电性提高,从而提高屏蔽效能。碳系屏蔽材料与其他材料复合可通过提高导电性或增加磁损耗,使屏蔽效能增加。将碳系屏蔽材料通过浸润或涂覆的方式负载到织物上,可制备电磁屏蔽织物。本文针对碳系屏蔽材料的现状进行综述,简要介绍了碳系屏蔽材料的制备方法,重点阐述了其通过晶格掺杂和材料复合提高屏蔽性能,最后总结了其在纺织方面的应用。     

生物质衍生磁性碳基复合材料的制备及其吸波性能

为响应国家碳中和、碳达峰目标,解决磁性碳基复合材料制备方法繁杂、能耗高、环境不友好等问题,提出生物质衍生法制备碳基吸波材料的新策略.通过选取香菇为原料,铁盐为金属源,经吸附得到铁/香菇前驱体,后经高温煅烧得到Fe/Fe4 N/C复合材料,对材料的相结构、微观形貌、热稳定性、磁特性等理化性质进行表征,分析其吸波性能.研究...     

钴/碳纤维复合材料的制备及其吸波性能

为解决碳纤维基吸波材料制备方法繁杂、能耗高的问题,以棉纤维为原料,Co2+为金属源,2-甲基咪唑为配体,经配位自组装获得棉纤维表面均匀负载的ZIF-67,复合材料经惰性气氛下高温煅烧得到钴/碳纤维复合材料.结果 表明:随煅烧温度升高,钴纳米粒子结晶度更高,材料的矫顽力和饱和磁化强度增强,铁磁特性明显;煅烧温度有助于碳组...     

电磁吸收与屏蔽材料

首先介绍了主要电磁参数及其物理意义,其次简要分析了电磁吸收原理与电磁屏蔽原理,然后概述了吸波材料以及屏蔽材料的定义、分类、研究现状和发展趋势,最后论述了碳纤维、石墨、石墨烯、镍粉、滑石粉以及气相白炭黑等常用吸波材料的研究现状及其在电磁吸收与屏蔽领域中的发展趋势。     

碳纳米管/聚合物温差发电复合纺织材料的制备及其性能

为得到一种新型的柔性可穿戴温差发电织物,通过聚（3,4?乙烯二氧噻吩）与聚苯乙烯磺酸（PEDOT/PSS）将 碳纳米管（CNTs）均匀分散,采用浸渍烘干法,制备 CNTs/PEDOT/PSS 温差发电复合材料。借助扫描电子显微镜、X 射线衍射仪表征了该温差发电复合纺织材料的表面形貌和结晶情况,测试了不同质量分数 CNTs 下的 Seebeck 系数、 电导率和热导率,通过计算热电优值讨论了其热电性能,并研究了透湿性、折皱回复性等服用性能。结果表明：随着 CNTs 质量分数的增加,Seebeck 系数和电导率增大,热导率保持在较低的水平,热电优值增加,热电性能逐渐增强,透 湿性稍有下降,折皱回复性得到提高;在CNTs 质量分数为0.4% 时,热电优值达到2.99 ×10-9。     

丝瓜络基碳材料的电磁波吸收性能

为开发具有电磁损耗的新型纤维状电磁波吸收材料,采用天然丝瓜络作为碳质纤维的基材,通过原位杂化将Fe₃O₄负载到纤维的表面和内部孔隙中。借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、磁滞回线和电磁参数分析等对材料的结构和性能进行表征。结果表明:丝瓜络基碳材料具有特殊的中空结构,生成的Fe₃O₄颗粒在纤维表面和内部孔隙中均匀分布,介电损耗、磁损耗和纤维结构间的协同作用增强了材料的电磁波损耗;当FeCl₃浓度为2 mol/L,处理温度为700 ℃时,在2~18 GHz范围内,厚度为3 mm的试样在9.97 GHz处的电磁波损耗达到了-24.37 dB,在7.33~10.33 GHz频段内电磁波损耗小于-10 dB。丝瓜纤维通过合适的炭化及磁性颗粒负载工艺,可制备出性能优异的电磁波吸收材料。     

石墨烯吸波材料的研究进展与发展方向

高强度电磁辐射不仅会对人体造成很大的伤害,还会干扰其他电子设备的正常运行。对此,国内外研究人员进行了大量研究,研究重点落在石墨烯吸波材料上。总结近几年来国内外石墨烯吸波材料的研究现状发现,以单一石墨烯为吸波剂制备吸波材料虽然具有一定的吸波性能,但性能测试值与预期值仍存在显著差异。针对现有单一石墨烯吸波材料阻抗匹配较差导致吸波性能较差的问题,以磁性材料与石墨烯掺杂作为吸波剂,改善石墨烯吸波材料的电磁参数及阻抗匹配。