磁性多孔rGO@Co/CoO复合材料的制备和吸波性能

使用氧化石墨烯和乙酰丙酮钴为原料,用溶剂热和高温煅烧法合成了一系列三维多孔rGO@Co/CoO纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了材料的晶体结构及元素组成,用拉曼光谱分析了材料内部的石墨化程度及结构缺陷,用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察和分析了材料的形貌及微观结构。结果表明,煅烧温度为350、500及650℃制备的产物分别为rGO@CoO复合材料、面心立方(fcc型)rGO@Co纳米复合材料以及双晶型(fcc和hcp型)rGO@Co纳米复合材料。填充量(质量分数)为10%时,S500的吸波性能最优异,RL_min值为-74.5 dB,对应的频率为13.9 GHz,匹配厚度为2.5 mm,有效吸收带宽为6.1 GHz(10.7~16.8 GHz)。这种材料优异的吸波性能,可归因于多种损耗机制共同作用和独特的三维孔隙结构。     

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。     

MnO2/CB/环氧树脂双层复合材料的吸波性能研究

为改善吸波材料对入射电磁波的阻抗匹配性能,采用不同吸收剂设计并制备了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料,匹配层中引入二氧化锰或炭黑为填料,吸收层采用炭黑为填料,通过改变吸收剂含量和类型首次设计了9种双层匹配方案.实验结果表明,当匹配层吸收剂为10%的二氧化锰,吸收层吸收剂为30%的炭黑时,双层复合材料的电磁波吸收性能为最佳,特别是当匹配层的厚度为2 mm时,其吸收性能在8~18 GHz测试频段内的16.8 GHz达到-27.48 dB,优于-10 dB的频带达8.6 GHz,具有一定的工程应用价值.     

SiO2／C／M气凝胶纳米复合材料的结构及吸波性能

本文在SiO2/M(M=Fe,Co,i)复合凝胶骨架上采用气相催化裂解乙炔的方法合成出SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料,用扫描电镜,比表面分析仪、激光导热仪等对材料的结构和物理性能进行了表征,并初步测试了其电磁吸波性能,结果表明,在SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料中,碳元素一般以纤维形式均匀分布于气凝胶骨架中,该材料具有低密度,低热导率（）0．5－0．2W／mk),在2mm厚度,8－18GHz的范围内有一定的吸波性能,且吸波性能随频率升高而增加。     

磁性多孔RGO@Ni复合材料的制备和吸波性能

以氧化石墨烯和乙酰丙酮镍为原料,用溶剂热法合成了三维多孔RGO@Ni纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了材料的晶体结构和组成,根据拉曼谱分析了材料内部的石墨化程度和结构缺陷,用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了材料的形貌和微观结构。结果表明,当RGO@Ni纳米复合材料的填充量(质量分数)为25%时在最小反射损耗(RL_min)和最大有效吸收带宽(EAB)方面显示出优异的EMW吸收性能;厚度为2.2 mm的RGO@Ni纳米复合材料其RL_min为-61.2 dB,而在2.5 mm匹配厚度下覆盖的EAB范围最广,为6.6 GHz(10.5~17.1 GHz)。这种复合材料优异的微波吸收性能,归因于协同效应的增强和特殊的多孔结构。     

石墨烯-铁镍合金-聚乳酸复合材料的制备及其吸波性能

发展轻量化、宽频带的微波吸收材料来应对严重的电磁污染是一个巨大的挑战。本文通过熔融沉积成形(FDM)工艺制备出石墨烯(GR)-铁镍合金(FeNi50)-聚乳酸(PLA)复合材料,采用XRD、Raman、SEM和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁性能进行表征分析,并讨论了GR-FeNi50质量比对复合材料吸波性能的影响。结果表明,与未添加GR的复合材料相比,复合材料内部形成了触发极化损耗的异质界面,并产生了丰富的褶皱和孔隙,从而增强了微波的多次反射和散射;随着GR-FeNi50质量比的增加,吸波性能先增强、后减弱,当GR-FeNi50质量比为4∶20时,吸波性能最佳,最小反射损耗达到-40.5 dB,有效吸收带宽为4.7 GHz(13.28～18 GHz)。其优异的吸波性能归因于良好的阻抗匹配和界面极化损耗、偶极极化损耗、电导损耗、磁损耗之间的协同作用。此外,与湿化学法制备的吸波材料相比,GRFeNi50-PLA复合材料在环保、易加工和规模化生产方面具有优势。     

石墨烯增强FeSiAl-MoS2/PLA复合材料吸波性能

多元材料复合是制备轻质、宽频和强吸收吸波材料的有效方法。以聚乳酸(PLA)为基体,FeSiAl、MoS₂和石墨烯(GN)为填料,通过球磨和熔融挤出两步法制备了可用于熔融沉积成形(FDM)的FeSiAl-MoS₂-GN/PLA复合材料。采用XRD、拉曼光谱、SEM和矢量网络分析仪分别对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁特性进行了表征,并研究了石墨烯含量对复合材料吸波性能的影响。研究表明:石墨烯、FeSiAl和MoS₂随机分散在PLA基体中,形成了复杂的导电网络;多元材料复合构筑了丰富的介电/磁异质界面,有利于促进界面极化;当石墨烯含量增加时,复合材料的吸波性能随之增强,当石墨烯含量为5wt%时,复合材料的吸波性能最佳,在厚度为1.7 mm时最小反射损耗为?27.90 dB,在厚度为1.9 mm时有效吸收带宽为4.96 GHz(12.64~17.60 GHz)。其优异的吸波性能归因于良好的阻抗匹配及介电损耗和磁损耗之间的协同作用。      

SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料的结构及吸波性能

本文在SiO2/M(M=Fe,Co,i)复合气凝胶骨架上采用气相催化裂解乙炔的方法合成出SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料,用扫描电镜、比表面分析仪、激光导热仪等对材料的结构和物理性能进行了表征,并初步测试了其电磁吸波性能.结果表明,在SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料中,碳元素一般以纤维形式均匀分布于气凝胶骨架中,该材料具有低密度,低热导率().05～0.2W/mk),在2mm厚度,8-18GHz的范围内有一定的吸波性能,且吸波性能随频率升高而增加.     

双层结构型吸波复合材料的制备与吸波性能研究

依据传输线理论和阻抗匹配原则,设计并制备了一种以磁性金属微粉为面层、多壁碳纳米管为底层、玻璃纤维布为环氧树脂基体增强体的低频段双层结构型吸波复合材料。采用透射电镜和扫描电镜对多壁碳纳米管和磁性金属微粉的微观形貌进行了表征,采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了材料在2～18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,采用弓形法测试了复合材料在2～8GHz扫频范围内的反射率特性。研究表明,该双层结构型吸波复合材料在低频S波段具有良好的吸波效果,当其匹配厚度为dm=4.0mm时,最大吸收峰在3.08GHz时达到-17dB,反射率小于-10dB的频宽为1.82GHz。     

PPy/BaTiO3纳米复合吸波材料的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了钛酸钡纳米粉体,借助XRD、FT-IR、SEM及矢量网络分析仪等分析测试手段对试样晶相、颗粒粒径、表面形貌及吸波特性进行了研究。研究结果表明:BaTiO3粉体最佳的煅烧温度为900℃,BaTiO3颗粒大小均匀,呈单一晶相的四方型,粒径在40~70nm;PPy/BaTiO3复合材料呈现均匀的球形形状,且聚吡咯(PPy)在BaTiO3颗粒的表面包覆较好;PPy/BaTiO3复合材料的吸波特性,回损达到-17dB,其中小于-5dB频率范围为3200~5200 MHz,频宽达到了2000 MHz,具有较好的吸波性能。     

铁氧体/石墨复合吸波涂层的微波吸收性能

本文将固相法制备的磁损耗型Ba0.9Sm0.1Co2Fe16O27铁氧体与电损耗型石墨相结合,通过测试两者的电磁参数,采用YRcomputor软件模拟计算了双层复合吸波涂层的反射率。结果表明：铁氧体/石墨复合吸波涂层在2～8 GHz频段有较好的吸波性能;其中,下层为含量80 wt%的Ba0.9Sm0.1Co2Fe16O27,厚度1.5 mm,上层为10 wt%的石墨,厚度1.5 mm时,该复合涂层表现出优良的微波吸收特性,反射率损耗RL〈-10 dB时,带宽约为3 GHz（3.5～6.5 GHz）,最大吸收值约为-27 dB。     

热处理温度对纳米晶Ba3(Zn0.4Co0.6)2Fe24O41晶相和X波段吸波特性的影响

采用溶胶-凝胶自蔓延法制备了Ba3(Zn0.4Co0.6)2Fe24O41铁氧体粉末,先将样品在450℃退火2h,然后将其分别在950、1100、1150、1200、1260℃下热处理5h。利用XRD和微波矢量网络分析仪对产物的晶体结构、X波段的电磁性质及其吸波性能进行了表征。实验表明,1200℃和1260℃热处理后的样品主相为六角Z相结构,并且在整个所测频段内都具有很大的磁导率虚部,后者还具有很高的磁导率实部;1mm厚的上述两样品在X波段内其反射功率损耗都在20dB以上,1200℃热处理后的样品反射功率损耗的最大值达43.112dB,上述两样品具有宽频大功率损耗特性,是X波段较为理想的微波吸收剂。     

含碳纳米管微波吸收材料的制备及其微波吸收性能研究

用竖式炉流动法,以二茂铁为催化剂,噻吩为助催化剂,苯为碳源通过催化裂解反应制备了碳纳米管,碳纳米管的外径为20-50nm,内径10-30nm,长度50-1000μm.分别以碳纳米管、羰基铁粉、碳纳米管与羰基铁粉的混合物为吸收剂制备了微波吸收材料,研究了上述三种微波吸收材料在2-18GHz的吸波性能,与纯碳纳米管和纯羰基铁粉微波吸收材料相比, 碳纳米管与羰基铁粉复合微波吸收材料在2-18GHz的吸收峰明显向低频移动.在含碳纳米管的微波吸收材料中,碳纳米管作为偶极子在交变电场的作用下,产生极化电流,电磁波的能量转换为其他形式的能量,瑞利散射效应和界面极化也是含碳纳米管微波吸收材料的主要吸波机理.     

蜂窝铝-木基复合材料电磁波吸收特性研究

采用时域有限差分(FDTD)方法,对蜂窝铝-木基复合材料的电磁波吸收特性进行了研究。探讨了嵌入蜂窝铝的层数、蜂窝孔径、层间距以及周期尺寸等结构参数对复合材料电磁波吸收特性的影响。结果表明,在1~20 GHz频率范围内,蜂窝铝的嵌入可明显改善其电磁波吸收性能。嵌入的层数越多,复合材料对电磁波的吸收效能越好;在8 mm厚木材中嵌入5层具有单一孔径蜂窝铝时,复合材料的电磁波吸收效果最高可达70%。并且蜂窝孔径越小、层间距越大,复合材料的电磁波吸收性能越好。将具有不同孔径的蜂窝铝有序组合,可以进一步提高复合材料对电磁波的吸收率,最高可达到80%。     

蜂窝铝-木基复合材料电磁波吸收特性研究

采用时域有限差分(FDTD)方法,对蜂窝铝-木基复合材料的电磁波吸收特性进行了研究。探讨了嵌入蜂窝铝的层数、蜂窝孔径、层间距以及周期尺寸等结构参数对复合材料电磁波吸收特性的影响。结果表明,在1~20GHz频率范围内,蜂窝铝的嵌入可明显改善其电磁波吸收性能。嵌入的层数越多,复合材料对电磁波的吸收效能越好;在8mm厚木材中嵌入5层具有单一孔径蜂窝铝时,复合材料的电磁波吸收效果最高可达70%。并且蜂窝孔径越小、层间距越大,复合材料的电磁波吸收性能越好。将具有不同孔径的蜂窝铝有序组合,可以进一步提高复合材料对电磁波的吸收率,最高可达到80%。     

三维织物石膏基微波吸收材料的制备及性能

采用浸渍工艺在三维织物表面包覆炭黑,并将其与石膏复合制备石膏基微波吸收材料。利用弓形反射法测试了该复合材料在2~18GHz内的吸波性能,结果表明吸波性能随炭黑含量的增加而增强,三维织物的最佳厚度为6mm。三维织物厚度为6mm、乙炔炭黑含量为24%的复合材料在2~18GHz内对电磁波的反射损耗均低于-5dB,最低反射损耗可达-28.3dB。三维织物的特殊结构不仅能够有效改善材料的阻抗匹配,还能够增加材料的电磁波损耗路径,从而达到增强损耗能力、拓宽吸波频宽的目的。此外,三维织物还能够明显增强石膏基材料的抗折性能。     

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.