磁性泡沫塑料的开发与应用现状

磁性泡沫塑料是一种新型功能材料,具有磁性塑料和泡沫塑料的特点,在隔音、减震和保温方面有自身优势,在电子工业、磁屏蔽材料、吸波隐身材料、仪器仪表和通讯设备等领域应用前景也非常广阔,已经成为复合材料研究领域中的一个十分重要的研究方向.笔者主要介绍了国内外磁性泡沫塑料的发展状况、主要应用和发展前景.     

镓基液态金属用作润滑剂外界影响因素的研究

液态金属是一种新型功能材料,具有不定型、可流动性,在室温下可呈液态.镓基液态金属(GLM)是其中一种安全无毒的液态金属,具有良好的流动性、导热性、热稳定性、导电性等,因其优异性能已被应用于多种领域.目前,国内研究镓基液态金属作为润滑剂的研究还处于起步状态.介绍了影响镓基液态金属润滑性能的外界因素,并提出了镓基液态金属作...     

电磁屏蔽机理及轻质宽频吸波材料的研究进展

随着智能通信系统、无线网络设备、电子探测设备等技术的发展,空间电磁波辐射对仪器设备的影响不断增大,电磁波屏蔽技术在电磁兼容(EMC)、抗电磁干扰(EMI)设计、飞行器隐身等方面有了越来越广泛的应用。目前,以铁氧体、碳化硅、石墨为代表的传统吸波材料普遍存在着吸收频带窄、吸收性能弱等缺点,一般通过掺杂改性的方法来提高其吸波性能,但得到的吸波层厚度较大,吸波效果不够理想,同时增加了设备质量,也无法达到飞行器减重的目的。近年来,以纳米吸波材料、复合型导电聚合物、石墨烯吸波材料以及超材料为代表的新型轻质宽频吸波材料得到了越来越多的关注。电磁波屏蔽机理主要基于电磁波的反射与吸收,大量的研究结果表明,与电磁波能量衰减相关的参量,如吸收频率、吸收厚度和吸收带宽,与吸波材料的成分和微观结构有着密切的联系。为了得到轻质宽频电磁波吸收材料,一方面电磁波应通过介质表面尽可能多地进入到材料内部,这需要材料具有良好的空间阻抗匹配性;另一方面,进入到材料内部的电磁波应尽可能多地衰减,转化成热能或其他形式的能量,这需要吸波材料具有较高的电损耗或磁损耗。铁氧体吸波材料在低频下具有良好的阻抗匹配性,但在高频波段,磁滞效应和涡流效应都随之减弱,可以通过元素掺杂、制备纳米材料或表面处理技术来改善其吸波性能。金属磁性材料由于晶格结构比铁氧体简单,且没有铁氧体中磁性次格子磁矩的相互抵消,理论电磁波吸收值高于铁氧体,纳/微米结构金属磁性材料成为新一代轻质宽频吸波材料。导电聚合物作为吸波材料可以使产品的质量极大降低,通过改性的方法使其具备可调的电导率和介电常数,而添加金属、金属氧化物或碳纤维能够有效提高导电聚合物的阻抗匹配性。碳基电磁波屏蔽材料具有质轻、耐腐蚀和易加工等优点,石墨烯吸波材料通过改进其自然共振、异质结构界面、电磁耦合来增强电磁损耗,成为轻型超薄吸波材料的代表。超材料吸波结构通过对组成单元的结构和排布控制,在较宽频率范围内实现了对电磁波的吸收。轻质宽频吸波材料不仅具有重要的军事应用价值,在民用电磁干扰防护方面也具有广阔的应用前景。本文从不同的电磁屏蔽机理及材料本征特性出发,对不同种类的新型宽频吸波材料进行了综述,研究了不同吸波体的电磁波吸收性能与微观结构的关系,对实现其轻质宽频吸收的作用机理进行了介绍,为制备性能优异的吸波材料提供了理论技术支持,为发展新一代高性能电磁波吸收材料提供了研究思路。     

新型碳基磁性复合吸波材料的研究进展

新型碳基磁性复合吸波材料因兼具质轻和高性能而成为当今电磁波吸收材料的研究主流。碳系吸波材料既有密度小、比表面大、电导率高等优点,也存在无磁性、阻抗匹配水平低等不足,常通过与磁损耗物质复合来构筑多样微结构、多元协同损耗机制的轻质复合材料,实现高强与宽频电磁波吸收。本文在总结国内外碳基复合材料吸波应用的研究基础上,以成分组成、复合方法、微观结构等为主线对比分析了新型石墨烯、碳纳米管、生物质多孔碳及其他碳系磁性复合吸波材料的研究进展,并指出了磁性碳系吸波材料存在的问题及未来发展趋势。      

镓基液态金属导电油墨及其图形化应用

目的 提出发展液态金属导电油墨的基本途径及其对信息产业发展重要性。方法 从导电油墨的制备方法、液态金属粒子的物理特性、液态金属油墨图形化及其应用展开论述,全面总结液态金属导电油墨的技术现状以及深化对其的认识。结果 液态金属基导电油墨将比目前贵金银基导电油墨的成本低50倍,基于液态金属的导电油墨图形化印刷电子在智能防伪包装、柔性电子、生物医用等领域呈快速发展趋势。结论 镓基液态金属导电油墨及其印刷技术是一个崭新的技术革命,具有重要的研究价值和经济意义。     

具有类似结构的石墨烯和MXene在电磁吸波领域的研究进展

石墨烯和MXene作为两大新型二维材料,均具有高电导率、大比表面积,质轻等独特的结构与性能,近年来得到广泛的关注与研究,特别掀起对具有类石墨烯结构的MXene的研究热潮。对两者的结构、吸波性能及研究现状进行对比,归纳总结其单一材料、与碳纳米管、磁性粒子、导电聚合物、碳纤维复合材料在电磁吸波领域的研究,并提炼出两者的吸波机制与吸波材料的设计原则,期待可以为基于二维材料的“薄、轻、柔、宽”新型电磁吸波材料的设计研究提供思路。     

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.     

“超材料”结构吸波复合材料技术研究

研究了"超材料"结构吸波复合材料的制备技术及其力学性能与电性能。通过突破不同尺寸金属周期结构单元制备、金属周期结构单元转移、含金属周期结构单元吸波复合材料工艺参数优化等关键技术,制备出电性能和力学性能批次间稳定性良好的含多层金属周期结构单元的"超材料"结构吸波复合材料,"超材料"结构吸波复合材料在2~18GHz频率范围具有宽频高吸收的特性。     

MOF类衍生材料在电磁吸波领域的研究进展

随着电子通讯设备的快速发展,电磁污染问题日益突出,电磁波吸收材料受到广泛关注。金属有机框架(MOF)衍生材料是一种新型吸波材料,具有合成工艺简单,生产成本低,热稳定性好,比表面积大,孔隙率高等优点,并且衍生的多孔碳/磁性金属颗粒复合材料克服了磁性颗粒分散不均匀等特点,因此在吸波领域广受关注。详细介绍了MOF类衍生材料作为吸波材料的优势以及吸波机理,总结了近几年MOF衍生吸波材料的研究进展,并对未来的发展前景进行了展望。     

巨磁阻高分子复合材料的研究进展

传统巨磁阻(GMR)材料广泛应用于生物检测、磁记录与储存、汽车转速传感器、高效电磁屏蔽/吸收材料等领域。由于具有易加工、高柔韧性等优点,GMR高分子复合材料近年来备受关注。文中介绍了涂层型、聚苯胺型、磁性纳米粒子填充型GMR高分子复合材料的制备、结构与性能,在分析制备方法对GMR性能影响的基础上,提出今后GMR高分子复合材料研究的重要方向,重点评述磁致结构化复合材料粒子相结构-熔体流变行为-凝聚态GMR性能关系,开发低填充、大GMR效应复合材料结构、性能的调控方法以及高稳定柔性GMR元器件的制作方法。     

长链共轭席夫碱吸波材料的研究进展

阐述了长链共轭席夫碱吸波材料的吸波机理,综述了席夫碱吸波材料的电性能、磁性能、吸波性能的研究现状,展望了该类吸波材料的电性能、磁性能以及吸波性能的改善研究情况,可通过设计合成长链共轭结构的席夫碱、引进手性螺旋结构、利用过渡金属或稀土金属配位这3个方面来提高席夫碱吸波材料的电性能、磁性能以及吸波性能。     

石墨烯复合吸波材料的研究进展及未来发展方向

吸波材料是解决电磁波辐射污染的有效手段和影响雷达隐身的关键因素,该材料的研究对军用和民用都具有非常重要的意义,因此它一直是各国尖端科技的重要研究方向之一。自石墨烯被首次发现,学术界便掀起了对二维材料的研究热潮,相关学者开展了各类型石墨烯复合材料的研究,且在吸波领域的理论研究和新型吸波材料的开发取得了突出成果,短短几年时间内,石墨烯已经成为了新型复合吸波材料的研究热点。相比铁氧体、炭黑等传统吸波材料,石墨烯应用于吸波材料具有以下优势:(1)独特的二维材料性质、巨大的性能可调控工作表面;(2)良好的导电性以及特殊的边界效应。然而,单纯以石墨烯作为吸波剂的吸波材料,其性能测试结果与预期值存在显著差距,无法实现开发一种新型轻质、高效吸波材料的预期目标。因此,近三年来石墨烯复合吸波材料的研究重点主要集中在石墨烯二维结构的吸波机理和石墨烯/磁损耗型复合吸波材料的制备,研究者主要从选择合适的磁性纳米成分和优化制备工艺方面不断探索,并取得了丰硕的成果,深度挖掘出石墨烯对电磁波的潜在吸波性能。目前,通过优化石墨烯复合吸波材料组分已基本可以实现2～18 GHz频段范围内反射率小于-10 dB。对于石墨烯电磁波吸收机理的研究,主要依托其二维结构,应用密度泛函理论和原子-键电负性均衡理论模型来探索本征石墨烯和掺杂石墨烯的构型;在较高性能的石墨烯复合吸波材料制备过程中已取得成功应用的磁性纳米成分包括四氧化三铁、铁酸镍、硫化镉等。其中,以四氧化三铁、氧化铁为代表的铁氧体应用得最早;随着共沉淀法、溶剂热法等制备方法的不断成熟,各类新型磁性纳米颗粒可以与石墨烯复合,使之兼具磁损耗和电损耗能。近两年,相关学者将超材料的思想引入石墨烯复合吸波材料的研发中,以结构设计为手段,实现了新型透明石墨烯复合吸波材料的制备。此外,由于石墨烯自身的功能特性,石墨烯复合吸波材料大多也具有高效的热传导性能和良好的结构强度,可以实现材料的结构功能一体化。本文归纳总结了石墨烯复合吸波材料的研究历程和最新研究进展,介绍了石墨烯复合吸波材料的二维结构吸波机理、磁性掺杂成分的选择、大尺寸材料的制备工艺,分析了石墨烯复合吸波材料亟需解决的问题并展望其未来发展前景,以期为制备"宽薄轻强"的新型石墨烯复合吸波材料提供参考。     

碳微/纳米纤维复合微波吸收材料的研究进展

随着电子信息技术的蓬勃发展,电磁干扰及电磁污染已成为亟须解决的问题,因此电磁波吸收材料引起研究人员的关注.铁基复合材料和陶瓷基复合材料作为传统吸波材料存在密度大、吸收性能差、吸收频宽窄等缺点,极大地限制了其在电磁波吸收领域的应用.碳基复合材料因具有密度低、电导率高等优点,在吸波材料中脱颖而出.其中石墨烯、碳纳米管复合材料呈现出优异的吸波性能,但石墨烯、碳纳米管的合成方法繁琐、制备成本高,严重阻碍了其工业化应用.碳纤维具有可规模化生产、热稳定性高、分散性好的优势.碳纤维是一种电阻率相对低(<10-3Ω·m)的介电损耗吸波材料.单一碳纤维因为介电常数高,不能直接用于吸波领域,所以对其进行改性,调控电磁特性,使其具有优异的电磁波吸收性能.近年来,颗粒、涂层改性碳纤维复合吸波材料的相关研究取得了一定的成果,但与石墨烯、碳纳米管复合材料相比,在吸波性能方面仍然有一定的差距.因此,需进一步提升碳纤维复合材料的吸波性能,研究工艺简单、低成本的制备方法,以利于工业化应用.本文介绍了吸波材料的电磁波吸收理论,并综述了近年来碳纳米纤维、碳微米纤维、碳螺旋纤维复合材料的吸波机理和吸波性能的研究进展,对碳纤维复合吸波材料的发展趋势进行了展望.     

高熵合金吸波材料的研究进展

随着吸波材料在军事隐身技术中的应用与发展,对其性能提出了更高的要求,开发符合“薄、轻、宽、强”且环境适应性强的吸波材料成为当前研究的热点。高熵合金独特的多主元、高浓度成分组成使之具有成为吸波材料的天然优势,其优异的软磁性、耐腐蚀性、抗氧化性等综合性能为发展新型吸波材料提供了研究基础。高熵合金吸波材料可以通过主元种类和浓度调节,微量元素添加以及与其他材料复合等多种调控方法来提高吸波性能。综述高熵合金吸波材料的研究进展,从材料的制备方法出发,对其吸波性能的影响因素进行详细的讨论,最后对高熵合金吸波材料的未来研究方向作出展望。     

香蒲衍生Fe/C复合材料的制备及其吸波性能

生物质材料具有特异的微观形态和孔道结构，被认为是碳组分优良的形态遗传材料，且生物质材料来源广泛、价格低廉，亦符合国家可持续发展的战略需求。基于此，本文选取生物质香蒲为主要碳源，Fe³⁺为金属源，经原位吸附和碳热还原得到碳基底表面均匀负载的Fe纳米粒子(Fe/C复合材料)，随着煅烧温度的升高，铁纳米粒子的结晶度增强；Fe/C-700复合材料在低频和高频具有多重共振行为，有助于介电损耗能力的提升；二维反射损耗结果显示，900℃的Fe/C复合材料的吸波性能最好，厚度为5 mm时，4.4 GHz处达到最大反射损耗-35 dB，复合材料优良的吸波性能取决于其较好的阻抗匹配特性和介电损耗与磁损耗的协同作用，本研究将为新型磁性碳基吸波材料的合成提供高效、便捷的合成策略。     

电磁屏蔽碳系纳米粒子/聚合物基泡沫复合材料的研究进展

各种电子设备的广泛应用,使得电磁辐射与电磁污染日益严重,电磁屏蔽材料应运而生.泡沫复合材料具有密度低,强度高,抗氧化,耐久性强等优点,是一种新型电磁屏蔽材料.本文介绍了电磁屏蔽碳系纳米粒子/聚合物基泡沫复合材料的最新研究进展.基于材料对电磁波的屏蔽机理,重点分析和概述了复合材料中的吸波剂、微观结构及宏观形貌对电磁屏蔽性能的影响.最后对电磁屏蔽碳系纳米粒子/聚合物基泡沫复合材料的未来发展提出了展望.结果表明,对碳系吸波剂进行改性、构建非均匀结构、设计多样化宏观形貌均可提高泡沫复合材料的屏蔽性能.此外,对复杂电磁环境下电磁屏蔽材料的设计与开发具有重要的理论意义.     

纳米磁性吸波材料研究新进展

纳米磁性吸波材料兼具纳米吸波材料和磁性吸波材料的特征与优点，本文阐述了纳米吸波材料的内涵；讨论了纳米磁性吸波材料的特点；接着从理论研究和应用研究两方面介绍了纳米磁性吸波材料的最新研究成果；最后分析了纳米磁性吸波材料的发展潜力和应用前景。     

液态金属的多功能化

液态金属是在室温或常温下处于液态的金属，又被称为低熔点金属。由于具有优越的导热、导电、润滑等性能，液态金属被应用在散热器、电池、3D打印、柔性机器人、磁流体发电、电磁屏蔽和生物医疗等领域，有着广阔的应用前景。各种新型多样的研究不断涌现。液态金属基塑料、合金等复合材料的问世也进一步推动了液态金属的发展。但是，液态金属的应用发展也面临瓶颈问题：腐蚀其他金属、密度大、质量大、原料储备种类数量过少等。本文综述了液态金属的多功能化的研究进展，并对液态金属的研究方向及应用前景进行了展望。     

纳米吸波材料研究进展

论述了纳米吸波材料种类、纳米吸波特性以及吸波原理,分别对纳米铁氧体吸波材料、金属纳米吸波材料、纳米氧化物吸波材料、纳米导电聚合物吸收剂以及纳米陶瓷吸波材料等材料吸波特性以及应用研究进展进行了重点分析和讨论,指出了具有宽频吸收的结构型纳米吸波复合材料是未来研究的重点和优先发展的方向。     

石墨烯基复合吸波材料的研究进展

石墨烯由于其独特的物理和化学性能,在吸波领域备受瞩目,成为吸波材料研究的一大热点。综述了石墨烯／磁性纳米颗粒复合吸波材料、石墨烯／导电聚合物复合吸波材料及石墨烯／纳米金属或金属氧（硫）化物复合吸波材料在吸波领域的应用研究现状,并展望了石墨烯基复合吸波材料未来的发展方向。