Fe/Fe_(3)C/Fe_(3)O_(4)@C磁性微球的制备及吸波性能研究EI北大核心CSCD

薄、轻、宽、强是人们对高效电磁波吸收材料的追求。用食品级柠檬酸铁与蔗糖经过水热反应,高温煅烧制备Fe/Fe_(3)C/Fe_(3)O_(4)@C磁性微球,并通过改变柠檬酸铁与蔗糖的摩尔比,探究柠檬酸铁的含量对复合材料吸波性能的影响,有效地调控电磁参数,从而优化阻抗匹配。实验结果表明,当柠檬酸铁与蔗糖的摩尔比为5∶3时,具有较好的吸波性能:当厚度为2.5 mm时,最小反射损耗为-50.17 dB,小于-10 dB的有效吸收频宽为3.52 GHz,优异的电磁波吸收性能主要得益于微球丰富的界面、孔状结构和Fe/Fe_(3)C/Fe_(3)O_(4)磁学性能的协同作用。     

Ti3C2Tx/Fe3O4纳米复合材料的吸波和电磁屏蔽性能与机制

在电磁屏蔽领域,铁氧体是常用的涂覆型吸波剂,但以Fe₃O₄为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料,Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料的花苞状结构对电磁波的多重反射、界面极化和电磁耦合作用等使复合材料具有更好的微波吸收性能。当频率为6.74 GHz时,最小反射损耗达到-51.41 dB,对应的匹配厚度为2.8 mm,这意味着它可以吸收99.999 28%的电磁波。本研究中特殊的花苞状Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料表现出优异的吸波性能,在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。     

静电纺制备Fe3O4/PEK-C纳米复合膜及其吸波性能

静电纺丝技术是一种新颖、高效且简单的制备连续纳米纤维的方法,纳米复合纤维膜的优异特点赋予了纳米吸波剂新的吸波通道。本文采用静电纺丝工艺制备Fe3O4/PEK-C纳米复合纤维膜,利用SEM和TGA表征纳米复合纤维膜的微观形貌和热稳定性,用矢量网络分析仪测试样品在8.2~12.4 GHz的电磁参数与吸波性能。结果表明,Fe3O4/PEK-C纳米复合纤维膜呈现出超细纤维彼此交织构成的立体网络结构,其热稳定性、复介电常数和复磁导率均随着Fe3O4含量的增加而增加,介电损耗和磁损耗得到加强。当纳米复合纤维膜的厚度为1.8 mm时,其反射损耗在整个测试波段均处于-5 dB以下,-10 dB以下有效吸收频宽为2 GHz,频率在8.6 GHz处吸收强度达到最大值-15.4 dB。预期可作为隐身复合材料的吸波功能层。     

表面修饰对纳米Fe3O4/导电聚苯胺复合材料结构和电磁性能的影响

主要研究了一种具有雷达波吸收能力的核-壳结构导电、导磁材料,该材料以磁性Fe3O4作为内核,以十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的聚苯胺包覆在核外形成导电外壳,通过TEM、FTIR、TG和介电常数及磁导率的测量比较了分别用PEG和FeCl3将纳米Fe3O4表面修饰后,其复合材料结构和电磁性能的变化.结果表明:表面改性后的纳米Fe3O4/聚苯胺复合材料的颗粒分散度和热稳定性都得到了提高,其中FeCl3修饰的纳米粒子由于Fe3 的同粒子作用,平均粒径只有60-80nm,热分解温度达到了410℃;同时,经表面修饰后的纳米Fe3O4/聚苯胺复合材料的初始介电常数和磁导率都有大幅度的增加,但其频散效应明显,因此在低频段的电磁损耗相对较大,较表面未改性的纳米复合材料具有更强的吸波性能.     

铁氧体Ba(Zn_(1-x)Co_x)_2Fe_(16)O_(27)/环氧树脂复合材料吸波性能

采用化学共沉+高温助熔工艺制备了铁氧体Ba(Zn(1-x)Cox)2Fe16O27粉体,然后用模压法制备了铁氧体粉体/环氧树脂复合材料板,采用同轴电缆法测定了复合材料的电磁参数。研究表明,随着铁氧体中Co含量增加,铁氧体主相由BaZn2Fe16O27转变成Ba-Co2Fe16O27,材料磁损耗逐渐加强,复合材料与空气的电磁匹配特性在频率低于12GHz时较好。然后将M-玻璃纤维/环氧树脂复合材料置于铁氧体粉体/环氧树脂复合材料前端组合成多层复合材料结构,复合材料板与空气的电磁匹配性能和吸波性能都有很大提高。数据如下:当复合材料结构中x=0.75铁氧体吸波层厚度为2.0mm,结构总厚度5.3mm时,复合结构反射系数R的绝对值在2～8GHz时4dB、在8～18GHz时10dB的吸波性能。     

Fe2O3质量分数对粉煤灰颗粒电磁特性的影响

为研究Fe2O3质量分数对粉煤灰颗粒电磁特性的影响,采用高铁粉煤灰颗粒进行试验,通过不同工艺措施改变粉煤灰颗粒Fe2O3质量分数,测试了复合高铁粉煤灰水泥浆体的吸波性能.结果表明,高铁粉煤灰颗粒是电磁波有效损耗介质,是以介电损耗型为主的吸波剂;高铁粉煤灰颗粒介电损耗与磁性氧化铁的质量分数具有较明显的内在相关性;磨细磁选、分级技术可有效改善粉煤灰颗粒的吸波能力;高铁粉煤灰水泥基复合材料具有明显的吸波性能,在12.5～18GHz波段,反射率R<-5dB,最小反射率达-9.88dB,但复合材料的吸波性能与颗粒电磁特性规律有所不同.高铁粉煤灰在吸波建筑材料中具有应用前景.     

电磁屏蔽机理及涂敷/结构型吸波复合材料研究进展

电子产品和通讯技术快速发展造成的电磁污染日益严重,既危害人体健康和仪器仪表精度,又会造成信息泄露、失去安全保障等.因此,电磁屏蔽技术为直接有效的防控措施之一,通过衰减甚至完全消除电磁波来阻止电磁波的传递.电磁屏蔽机理包括电磁波反射和电磁波吸收两个方面,科学地设计制备出高性能的吸波复合材料已成为研究的热点问题之一.研究结果表明,电磁波衰减不仅需要吸波材料自身较好的电磁损耗性能,更需电磁波能够基于自由空间与基体材料间具有阻抗匹配特性,有效进入吸波材料内部,使电磁波能被吸波剂高效吸收.通常,按照制备工艺划分,吸波复合材料可分为涂敷型和结构型吸波复合材料两大类.前者是将吸波剂与涂料、粘合剂等充分混合后涂敷于元件表面作为吸波涂层,而后者则是以吸波剂作为功能载体,具有优良物理化学特性的材料作为基体,并与功能载体产生协同或增强作用的新型吸波复合材料.本文通过对电磁屏蔽理论及吸波材料的本征特性进行系统的总结归纳,并基于相关理论基础对涂敷/结构型吸波复合材料进行简要综述,对比不同类型吸波材料的吸波性能,探讨涂敷/结构型吸波复合材料未来发展的制约因素及今后发展前景,为开发新型吸波复合材料提供理论支撑和研究思路.     

Fe_3O_4/石墨烯复合材料的制备与表征

为了研究Fe3O4形貌与其复合材料电磁吸收性能之间的关系,采用水热法制备了微粒和棒状两种形貌的Fe3O4与石墨烯复合材料。利用X射线衍射(XRD)仪、透射电子显微镜(TEM)和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的结构、形貌以及电磁吸收性能进行了表征。结果表明,纳米Fe3O4棒/石墨烯复合材料相比纳米Fe3O4粒子/石墨烯具有更优异的电磁吸收性能,其在8~18GHz范围内小于-10dB频带宽9.8~17.9GHz,说明材料的微波吸收性能和纳米粒子的形貌有关。     

碳纳米管与二硫化钼协同增强丁腈橡胶复合材料吸波性能

利用不同维度的多壁碳纳米管(MWCNTs)和二硫化钼(MoS_2)在形貌和性能上的互补性,通过机械共混制备了电磁性能优异的丁腈橡胶(NBR)吸波复合材料;采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料结构和性能进行了表征分析,研究了MWCNTs与MoS_2比例对复合材料电磁性能的影响。研究结果表明,MWCNTs和MoS_2共掺协同促进了彼此在NBR基体中的分散,形成更完善的电磁损耗网络;与单纯MWCNTs或MoS_2填充的NBR复合材料相比,NBR/MWCNTs/MoS_2复合材料的吸波性能提高了2.3倍以上;当MWCNTs/MoS_2体积比为5/5时,复合材料的吸波效能最优,反射损耗峰值达到-31.08 dB,有效吸收带宽达到3.04 GHz。对复合材料电磁波衰减机理分析表明,MWCNTs和MoS_2共掺调和了彼此的电磁参数,使复合材料具有较为平衡的阻抗匹配度和衰减常数,促进了复合材料对电磁波的衰减。     

低密度Fe3O4/中孔炭微球复合材料的可规模制备及吸波性能

采用喷雾干燥法制备出中孔炭微球(MCMSs), 进一步通过液相浸渍得到磁性Fe₃O₄/MCMSs纳米复合材料, 系统研究了复合材料的形貌结构和吸波性能。结果发现, Fe₃O₄/MCMSs复合材料具有优异的流动性和低密度(0.24~0.33 g/cm³)特征, 其中Fe₃O₄纳米颗粒高度分散在MCMSs中孔孔道内。复合材料具有较高的比表面积(548~735 m²/g), 可以促进多种介电弛豫的形成。在2~18 GHz范围内, 复合材料以介电损耗为主, 在12.6 GHz处具有最大反射率-25 dB, 小于-10 dB的带宽达4.7 GHz。复合材料优异的吸波性能可以归因于均相分布的Fe₃O₄纳米颗粒和中孔炭微球的协同作用, 在增大界面弛豫和电磁波散射的同时, 改善了阻抗匹配, 减少了电磁波在吸波层表面的反射。