MoSi2对Cf/SiC/Ni复合材料微观结构及吸波性能的影响EI北大核心CSCD

以葡萄糖、Si粉、碳纤维为原料,镍为催化剂,采用水热反应-烧结法制备了Cf/SiC/Ni和Cf/MoSi2/SiC/Ni复合吸波材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、波导法分别表征了Cf/SiC/Ni和Cf/MoSi2/SiC/Ni复合材料的相组成、微观结构和吸波特性。结果表明:Cf/SiC/Ni复合材料上生长的Si C纳米线稀疏且分布不均匀;厚度为1.5 mm时,在8.20 GHz处最小反射损耗为–14.61 dB,有效吸收带宽为0.23 GHz。Cf/MoSi2/SiC/Ni复合材料的碳纤维表面生长大量SiC纳米线,分布致密且均匀;厚度为2.0 mm时,在9.10 GHz时最小反射损耗为–34.14 dB,有效吸收带宽达2.18 GHz。与Cf/SiC/Ni复合材料相比,添加MoSi2的Cf/MoSi2/SiC/Ni复合材料吸波性能更好,说明MoSi2可有效改善Cf/SiC/Ni复合材料的微观结构及吸波性能。     

SiC_(nf)–C_f/Si_3N_4复合材料的微观结构与吸波性能

以Si_3N_4陶瓷为基体,分别添加碳纤维(C_f)、SiC纳米纤维(SiC_(nf))和SiC纳米纤维包覆碳纤维(SiC_(nf)-C_f)作为吸波剂,采用凝胶注模和无压烧结工艺制备Si_3N_4、C_f/Si_3N_4、SiC_(nf)/Si_3N_4和SiC_(nf)-C_f/Si_3N_44种Si_3N_4基复合材料,并对其微观结构、室温和800℃的介电性能和吸波性能进行了对比研究。结果表明:SiC_(nf)有效改善了C_f与Si_3N_4的高温化学相容性,使得C_f在基体中保存完好并相互连接成导电网络,导致SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料中电子传导增强和存在多重弛豫现象,在室温和800℃高温下均展现出最高的介电损耗值和最优的吸波性能。室温时,SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的最小反射损耗值为-15.2 dB(厚度为2.57mm),有效吸收带宽(反射率-10dB)为1.9 GHz(厚度为2.3mm);800℃时,最小反射损耗值达到-20.4 dB(厚度为2.0mm),有效吸收带宽增大到3 GHz(厚度为2.25mm)。SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的主要吸波机制为多重反射和散射、电传导损耗、电子极化和多重弛豫;800℃时,电子热运动加剧使电子极化和传导增强,吸波性能进一步提高。进一步优化SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的吸波性能,其有望作为优异的吸波材料应用于高温吸波领域。     

漂珠/镍–铁–磷复合材料的制备及吸波性能

以漂珠(FACs)为基体,采用化学镀法制得FACs/Ni–Fe–P复合粉体。分别采用扫描电镜、X射线光电子能谱仪、矢量网络分析仪等研究了FACs/Ni–Fe–P复合材料的微观形貌、组成、电磁特性和吸波性能。结果表明,镀覆后漂珠表面形成了均匀致密的Ni–Fe–P合金镀层。从[Ni2+]∶[Fe2+]为1∶1的镀液中制得的FACs/Ni–Fe–P复合粉体在2~18 GHz范围内具有较好的介电损耗和磁损耗性能。以FACs/Ni–Fe–P复合粉体为吸收剂的吸波材料厚度为1.5 mm时,其在15.1 GHz处的反射损耗峰值为-31.28 d B,反射损耗小于-20 d B的带宽为1.9 GHz。     

多孔Al2O3/SiC、MoSi2/SiC复合材料的制备及吸波性能

以Si、Al₂O₃、MoSi₂微粉和生物竹材为原料,采用包埋烧结法分别制备出SiC多孔材料、Al₂O₃/SiC、MoSi₂/SiC复合材料。采用XRD、SEM及波导法测试其物相组成、显微结构及吸波性能。结果表明：MoSi₂/SiC复合材料的厚度为2 mm时有明显的吸波特性,有效吸收带宽在X波段的9.65~12.4 GHz频率范围内达2.75 GHz,且最低反射损耗为-38.27 dB。Al₂O₃/SiC复合材料孔道内的Al₂O₃与SiC晶须交缠,形成大量电偶极矩,产生介电损耗;MoSi₂/SiC复合材料除介电损耗外还存在电阻损耗,使得复合材料电磁损耗增加,是较有前途的结构功能吸波材料。     

多孔Al_2O_3/SiC、MoSi_2/SiC复合材料的制备及吸波性能

以Si、Al_2O_3、Mo Si_2微粉和生物竹材为原料,采用包埋烧结法分别制备出SiC 多孔材料、Al_2O_3/SiC 、Mo Si_2/SiC 复合材料。采用XRD、SEM及波导法测试其物相组成、显微结构及吸波性能。结果表明:Mo Si_2/SiC 复合材料的厚度为2 mm时有明显的吸波特性,有效吸收带宽在X波段的9.65～12.4 GHz频率范围内达2.75 GHz,且最低反射损耗为-38.27 d B。Al_2O_3/SiC 复合材料孔道内的Al_2O_3与SiC 晶须交缠,形成大量电偶极矩,产生介电损耗;Mo Si_2/SiC 复合材料除介电损耗外还存在电阻损耗,使得复合材料电磁损耗增加,是较有前途的结构功能吸波材料。     

壳核结构SiC/C纤维的制备与吸波性能的研究

采用活性碳纤维转换法制备了壳核结构SiC/C纤维,采用拉曼光谱、SEM、XRD以及热重分析等测试方法对比研究了生成SiC的厚度对壳核结构SiC/C纤维样品的热重及吸波性能的影响。结果表明:包裹SiC壳层后样品吸波性能得到提高,样品厚度为3.0 mm时,保温4 h样品的最小反射损耗在8.24 GHz处达到-17.22 dB,低于-10 dB(90%的电磁波被吸收)的频宽在2.0 mm处达到4.8 GHz(11.12~15.92 GHz);保温3 h样品的最小反射损耗在8.23 GHz处达到-14.45 dB,低于-10 dB(90%的电磁波被吸收)的频宽在2.0 mm处达到4.56 GHz(10.88~15.44 GHz);且随着SiC含量的升高,试样微波吸收性能有所增强;制备的壳核结构SiC/C纤维样品起始氧化温度提高了150 ℃以上,并且最终残余质量在50%左右,即包裹SiC纤维后样品的抗氧化能力大大提高。     

竹炭/SiC复合材料结构及其吸波性能

以Si粉、竹炭为原料,采用包埋法制备具有类蜂窝结构的竹炭(bamboo carbon,BC)/SiC复合材料。结果表明:BC/SiC复合材料主要由β–SiC相、少量α–SiC相和非晶碳组成。BC/SiC复合材料呈蜂巢状多孔结构,孔内壁分布着直径大小不同、相互熔结连接的SiC三维聚集体结构层,其断裂韧性为18.8 MPa·m1/2,弯曲强度为34.5 MPa。BC/SiC复合材料形成的两相界面,提高了BC/SiC复合材料的吸波性能:介电常数实部最大值为9.14,虚部最大值为2.06;样品厚度为2.5 mm时,在10.7 GHz处,最低反射系数为–10.16 dB;反射系数–8 dB的有效吸收带宽达2.1 GHz。     

竹炭/SiC复合材料结构及其吸波性能

以Si粉、竹炭为原料,采用包埋法制备具有类蜂窝结构的竹炭(bamboo carbon,BC)/SiC复合材料。结果表明:BC/SiC复合材料主要由β–SiC相、少量α–SiC相和非晶碳组成。BC/SiC复合材料呈蜂巢状多孔结构,孔内壁分布着直径大小不同、相互熔结连接的SiC三维聚集体结构层,其断裂韧性为18.8 MPa·m1/2,弯曲强度为34.5 MPa。BC/SiC复合材料形成的两相界面,提高了BC/SiC复合材料的吸波性能:介电常数实部最大值为9.14,虚部最大值为2.06;样品厚度为2.5 mm时,在10.7 GHz处,最低反射系数为–10.16 dB;反射系数–8 dB的有效吸收带宽达2.1 GHz。     

竹炭/SiC复合材料结构及其吸波性能

以Si粉、竹炭为原料,采用包埋法制备具有类蜂窝结构的竹炭(bamboo carbon,BC)/SiC复合材料。结果表明:BC/SiC复合材料主要由β–SiC相、少量α–SiC相和非晶碳组成。BC/SiC复合材料呈蜂巢状多孔结构,孔内壁分布着直径大小不同、相互熔结连接的SiC三维聚集体结构层,其断裂韧性为18.8 MPa·m1/2,弯曲强度为34.5 MPa。BC/SiC复合材料形成的两相界面,提高了BC/SiC复合材料的吸波性能:介电常数实部最大值为9.14,虚部最大值为2.06;样品厚度为2.5 mm时,在10.7 GHz处,最低反射系数为–10.16 dB;反射系数–8 dB的有效吸收带宽达2.1 GHz。     

竹炭/SiC复合材料结构及其吸波性能

以Si粉、竹炭为原料,采用包埋法制备具有类蜂窝结构的竹炭(bamboo carbon,BC)/SiC复合材料。结果表明:BC/SiC复合材料主要由β-SiC相、少量α-SiC相和非晶碳组成。BC/SiC复合材料呈蜂巢状多孔结构,孔内壁分布着直径不同、相互熔结连接的SiC三维聚集体结构层,其断裂韧性为18.8 MPa·m~(1/2),弯曲强度为34.5 MPa。BC/SiC复合材料形成的两相界面,提高了BC/SiC复合材料的吸波性能:介电常数实部最大值为9.14,虚部最大值为2.06;样品厚度为2.5 mm时,在10.7 GHz处,最低反射系数为–10.16 dB;反射系数–8 dB的有效吸收带宽达2.1 GHz。     

片状和棒状γ-AlOOH/MWCNTs复合材料的制备及微波吸收性能研究

以Al(NO3)3·9H2O、柠檬酸钠和多壁碳纳米管(MWCNTs,Multi Walled Carbon Nanotubes)为原料,采用水热法制备了片状和棒状γ-AlOOH/MWCNTs复合材料.研究了γ-AlOOH/MWCNTs复合材料形貌结构和水热时间对材料电磁参数及微波吸收性能的影响.结果表明:片状复合材料的介电常数高于棒状复合材料,棒状复合材料具有更好的吸波性能.片状γ-AlOOH/MWCNTs复合材料在10.32 GHz处的最小反射损耗(RL,Reflection Loss)为-29.86 dB,有效吸收带宽达到3.76 GHz.棒状γ-AlOOH/MWCNTs复合材料在7.92 GHz处的最小反射损耗RL值达到-61.05 dB,同时低于-10 dB的有效吸收带宽为3.44 GHz.     

碳纳米管/聚乙烯醇/羰基铁粉复合材料的制备及吸波性能研究

通过液相共混法对羰基铁粉(CIP)表面进行聚乙烯醇(PVA)包覆处理,并将碳纳米管(CNT)均匀分散在表面得到复合吸波材料,通过SEM研究其微观形貌,使用矢量网络分析仪表征其电磁参数的关系。结果表明:均匀分散的CNT能有效提高CNT/PVA/CIP复合材料的吸波性能,当CNT的质量分数为0.6%时,复合材料反射损耗在-10 dB以下的频宽约为6.3 GHz,复合材料的反射在8.5 GHz处存在吸收峰,峰值为-50.0 dB。     

层状硫掺杂黑磷晶体的高频电磁性能

电子设备的增多使得吸波材料在军事和民用领域具有广泛的应用。当前研究的重点在于制备吸收强、频带宽、质量轻、厚度薄的新型吸波材料。利用高温高压成功合成黑磷(BP)和硫掺杂黑磷(BP-S)晶体,并使用液相剥离的方法制备BP和BP-S纳米片。高频电磁参数测量发现相较于BP,硫元素的掺杂使得BP-S复数介电常数和介电损耗正切值在频率1.0～16.5 GHz情况下明显提高。BP-S在9.6 GHz处最小反射损耗可达到–41.1 dB;当厚度在1.0～2.0 mm范围内变化时,小于–10 dB的反射损耗频率范围为7.0～16.1 GHz。BP-S的最小反射损耗频率点与材料厚度符合λ/4阻抗匹配模型。综上,层状硫掺杂黑磷作为高性能介电损耗吸波材料具有广阔的应用前景。     

MOF衍生的Yolk-Shell结构NiCo/C复合材料的电磁波吸收性能

金属有机框架(MOF)衍生的多孔金属/碳复合材料由于具有大的表面积和孔体积,引起了电磁波吸收领域研究者的广泛关注。本文采用溶剂热法合成双金属NiCo-MOF,再通过煅烧制备了具有Yolk-shell结构的NiCo/C复合材料,采用SEM、XRD、拉曼光谱以及磁强计(VSM)等分析方法对比研究了不同Ni、Co质量比对NiCo/C复合材料吸波性能的影响。结果表明,随着Ni、Co质量比的变化,吸波性能发生了显著的改变。在9.4 GHz的频率下,Ni₁Co₁/C复合材料的性能达到最佳,最小反射损耗为-56.8 dB,有效吸收带宽为5.5 GHz。分析该复合材料的吸波机理发现,电磁波的多重反射、界面极化损耗、自然共振和交换共振是导致其吸波性能提高的重要原因。本文的研究结果为纳米多孔双金属MOF复合材料的制备与性能研究提供了研究思路。     

念珠状碳化硅/二氧化硅纳米线的制备及电磁波吸收性能

通过一种简单、低成本的方法,以竹炭为碳源,在惰性气氛条件下碳热还原二氧化硅,成功制备了念珠状碳化硅(Si C)/二氧化硅(Si O_2)纳米线。采用扫描电子显微镜、X射线衍射与X射线光电子能谱对念珠状Si C/Si O_2纳米线的微观形貌、物相组成和化学组成进行了表征。结果表明:Si C纳米线表面光滑,直径约为150～200 nm;1～2μm的珠状突起主要成分为Si O_2,并均匀分布在Si C纳米线上。室温条件下,在X波段(8.2～12.4 GHz)测试了试样的复介电常数,并以传输线理论计算出样品在不同厚度的反射损耗。结果表明:当厚度为1.80 mm时,试样的有效吸收带宽(R_L–10 d B)为2.32 GHz,最小R_L值达到–43.58 d B。     

石墨烯/Fe3O4/FeSiAl复合材料的制备及吸波性能

以FeSiAl片状磁粉、膨胀石墨为主要原料,采用水热法制备石墨烯/Fe_3O_4/FeSiAl复合材料。通过XRD、SEM、Raman、FTIR和矢量网络分析仪(VNA)对石墨烯/Fe_3O_4/FeSiAl复合材料的晶相、微观形貌和吸波性能进行了表征和分析。结果表明:通过水热还原法,将氧化石墨烯还原成石墨烯,并且生成的石墨烯及Fe_3O_4颗粒均匀包覆在FeSiAl片状磁粉上,这种片状和颗粒状不同结构的复合,制备出了兼具磁损耗和介电损耗的吸波材料。在0.2~2.66 GHz频段内,当氧化石墨烯和FeSiAl质量比为1∶9,相应匹配厚度为2 mm时,石墨烯/Fe_3O_4/FeSiAl复合材料在2.56 GHz处最小反射率可达到–17 dB,其有效吸收频带范围(反射率小于–10 dB)为2.27~2.66 GHz。随着氧化石墨烯与FeSiAl质量比的增加,石墨烯/Fe_3O_4/FeSiAl复合材料的有效吸收频带向高频移动,有助于该吸波材料在高频段的应用。     

软模板水热法制备空心ZnFe2O4及其吸波性能

以六水合氯化铁和氯化锌为原料,聚乙二醇4000为表面活性剂,采用软模板水热法一步合成了具有空心结构的ZnFe2O4纳米颗粒。采用XRD、XPS、FE-SEM和TEM对样品的物相和形貌进行了表征,通过振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪测试了样品的静磁性能和电磁参数,并模拟计算了样品的反射损耗,考察了其吸波性能。结果表明,所制备的ZnFe_2O_4粒径约为100 nm,分散均匀,具有明显的空心结构,吸波性能优异。当样品的匹配厚度为2.7 mm时,在12.41 GHz处获得最小的反射损耗(–42.18 dB);而当匹配厚度为3.0 mm时,样品的有效吸收带宽(反射损耗≤–10 dB,即吸收率为90%)最宽,为2.60 GHz(10.60～13.20 GHz)。     

轻薄可控聚苯胺/还原氧化石墨烯复合材料吸波性能研究

利用原位聚合法合成聚苯胺/还原氧化石墨烯(PANI/rGO)复合材料。通过控制rGO的含量来调控电磁参数,改变吸波性能,为复合材料在不同吸波条件的应用提供了解决思路。使用扫描电镜、X射线粉末衍射分析仪、傅里叶变换红外光谱仪和矢量网络分析仪对复合材料进行表征和性能测试。当PANI/rGO复合材料含量为14%、吸波体厚度为2 mm时,在13.36 GHz最大反射损耗为-39.92 dB。反射损耗(RL)低于-10 dB的频段范围为11.44～15.53 GHz。     

轻薄可控聚苯胺/还原氧化石墨烯复合材料吸波性能研究北大核心

利用原位聚合法合成聚苯胺/还原氧化石墨烯(PANI/rGO)复合材料。通过控制rGO的含量来调控电磁参数,改变吸波性能,为复合材料在不同吸波条件的应用提供了解决思路。使用扫描电镜、X射线粉末衍射分析仪、傅里叶变换红外光谱仪和矢量网络分析仪对复合材料进行表征和性能测试。当PANI/rGO复合材料含量为14%、吸波体厚度为2 mm时,在13.36 GHz最大反射损耗为-39.92 dB。反射损耗(RL)低于-10 dB的频段范围为11.44~15.53 GHz。     

碳化硅/多壁碳纳米管复合材料的制备及其吸波性能研究

以MWCNTs与SiC为原料,分别对两种物质进行修饰,然后将修饰改性后的两种材料采用水热法进行复合,得到了SiC/MWCNTs纳米复合材料。通过SEM、XRD和FTIR等手段研究了SiC/MWCNTs的形貌和结构,并用矢量网络分析仪测量了其电磁参数。对于通过水热法制备的SiC/MWCNTs纳米复合材料,在3.21 GHz、匹配厚度为6 mm的条件下,最小反射损耗可达-36.91 dB。相对于物理混合,采用水热反应制得的SiC/MWCNTs复合材料,其吸波性能更好。