导电聚苯胺修饰结构碳材料的制备及吸波性能

采用水热、刻蚀、高温煅烧以及原位聚合法,制备了聚苯胺(Polyaniline, PANI)修饰蘑菇菌盖状碳(Mushroom cap carbon, MRC-C)的复合吸波材料(MRC-C@PANI)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱对MRC-C@PANI复合材料的形貌与结构进行表征,采用矢量网络分析仪分析了PANI的引入对复合材料吸波性能的影响,并探讨了MRC-C@PANI复合材料的吸波机理。结果表明:当石蜡介质中MRC-C@PANI复合材料的质量分数为30%,且厚度仅为2.40 mm时,其最大反射损耗可达-43.10 dB (9.58 GHz),对应有效吸波频宽为2.92 GHz(即反射损耗值低于-10.00 dB)。MRC-C@PANI复合材料良好的吸波性能主要归因于其阻抗匹配特性、介电损耗和其它协同效应。     

聚苯胺@多孔羰基铁粉/多壁碳纳米管复合材料吸波性能研究

制备了导电高分子聚苯胺包覆多孔羰基铁粉(PANI@多孔CIP)/多壁碳纳米管(MWCNT)吸波复合材料,利用振动样品磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和网络分析仪,分别研究了不同填料质量分数的复合材料微观结构及吸波性能。结果表明,聚苯胺原位聚合可以很好地包覆在PCIP表面。在1~18GHz范围内,当多壁碳纳米管质量分数保持5%不变时,随着PANI@多孔CIP质量分数从20%增加到40%时,厚度为2.5mm的复合材料反射损耗峰由-7.8dB增加到-31.5dB;当PANI@多孔CIP质量分数为40%,厚度为2.5mm时,复合材料反射损耗在-10dB以下带宽约为3.1GHz。     

形貌对羰基铁/Fe-Si-Cr复合材料吸波性能的影响

为有效提升吸波材料的电磁吸收强度和有效吸收带宽,采用球磨法对球状Fe-Si-Cr进行扁平化处理,通过机械共混法将不同形貌Fe-Si-Cr和羰基铁粉(Carbonyl iron powder, CIP)复合,研究不同质量比对复合材料电磁参数和微波吸收性能的影响。实验结果表明,大长径比可以提高材料的介电常数和磁导率,并使反射率峰值向低频移动。片状Fe-Si-Cr和CIP的低频吸波性能优于球形粒子。实验制备的复合材料中,样品I的最大反射损耗为-45.92 dB,有效吸收带宽为1.5 GHz。样品L的最大反射损耗为-22.11 dB,有效吸收带宽大于6.2 GHz。吸波剂的形貌对材料的电磁吸收性能有显著影响。将不同形貌的CIP和Fe-Si-Cr按不同配比复合后,可以得到不同频率下性能优良的吸波体。利用阻抗匹配函数可以从理论上预测出反射损耗峰值对应的吸波剂厚度和频率。双层吸波材料相比于单层吸波材料,其有效吸收带宽更大,可以通过改变匹配层、吸收层的厚度来获得不同频率下吸波性能优良的吸波体,更易满足新型吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。     

石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物的制备及其电磁性能研究

为了解决电磁污染对环境和生物安全产生的不良影响,文中采用水热法制备了石墨烯/MnFe_2O_4二元纳米复合物,以聚吡咯掺杂获得石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)及矢量网络分析仪等手段对石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物的形貌、结构及性能进行了表征,结果表明,复合物呈现多级结构,其中MnFe_2O_4为立方体状,平均粒径大约都在40nm左右,所制备的石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合材料显示有较强的电磁性能,这主要是由于介电损耗和磁损耗以及增强的界面效应的协同作用,电磁性能测试显示,随着吸波涂层厚度的增加,吸收峰向低频移动,在涂层厚度为4 mm时,最大值反射损耗为-37dB(频率为6.5GHz),反射损耗在-10dB以下的频带宽度为2.5GHz(5.4~7.9GHz).     

球磨工艺对Y-Fe-Cr合金吸波性能影响

采用XRD、SEM和矢量网络分析仪分析相结合的方法研究球磨时间对Y-Fe-Cr合金微粉吸波性能的影响.结果表明:随着球磨时间从50 h不断增加,Y9Fe88Cr3吸波合金的吸收峰逐渐向低频移动;当球磨时间低于70 h时,合金扁平化及各向异性较好,其反射率较低,合金粉末吸波性能较好,在吸波涂层厚度为d=1.8 mm条件下,球磨时间为50 h和70 h的合金粉末的电磁波吸收峰峰值分别达到-14.7 dB和-14.4 dB,＜-10 dB的吸波带宽均达到7 GHz;当球磨时间达到80 h后,由于合金粉末颗粒碎化变细导致各向异性变差,其吸波性能变差,在吸波涂层厚度为d=1.8 mm条件下,合金粉末电磁波吸收峰峰值和＜-10 dB的吸波带宽分别为-12.5 dB和3.5 GHz,较球磨时间为70 h之前的合金粉末的吸波峰值和带宽减小了2 dB和3.5 GHz.研究结果为制备同类吸波合金微粉提供一定的理论依据.     

碳纳米管化学镀镍-钴-镧合金的微波吸收性能研究

为了提高碳纳米管的微波吸收性能,采用化学镀的方法在碳纳米管表面镀覆了一层Ni-Co-La合金层。利用扫描电镜、X射线能谱仪、振动样品磁强计、矢量网络分析仪分析了镀层形貌、成分与含量、磁性能,研究了其在2～18 GHz频段内的吸波性能。研究表明:添加适量的稀土镧能显著改善镀层的吸波性能,合金镀层中镧原子的含量可达4.16%(wt)。比较碳纳米管化学镀镍-钴-镧与碳纳米管化学镀镍-钴合金的吸波性能可知,碳纳米管化学镀镍-钴-镧合金反射损失更大,最低反射损耗达到-14.3 dB,反射损失超过-5 dB的频率范围为5.0～7.0 GHz,碳纳米管化学镀镍-钴-镧合金在其原有较高的介电损耗基础上兼具明显的磁损耗。     

基于等效电路模型的高频透波频率选择吸波体设计

基于等效电路模型分析方法设计了一种高频透波频率选择吸波体,实现了吸波体通带位于其吸波带之上频段的滤波特性.频率选择吸波体的损耗层和带通层分别采用了加载集总电阻的曲折方环单元和十字缝隙单元.仿真结果表明,所设计结构的通带中心频率位于X波段内的9.34 GHz,通带中心频率处的插入损耗小于0.7 dB,-10 dB吸波带为3.0~8.3 GHz.当电磁波斜入射角度小于40°时,所设计结构均保持稳定的传输性能和反射性能.由于频率选择吸波体所采用的周期单元结构的旋转对称性,其传输和吸波性能对入射电磁波的极化方式不敏感.     

片状、球形及枝晶结构Co颗粒的可控制备与吸波机制研究

铁磁金属颗粒可以实现电磁特性的有效调控,但颗粒局部团聚会诱发涡流效应,限制材料吸波性能的进一步提高.本文通过简单温和的溶剂热法分别制备了二维片状、三维球形以及枝晶形貌的Co颗粒.与球形及枝晶颗粒相比,Co微米片在C～Ku(4～18 GHz)波段呈现出强、宽、薄的吸波特性.SEM表征结果显示制备的Co微米片直径为12～78μm,厚度为0.1～0.5μm, VSM测量表明Co微米片具有优异的静态磁性能,饱和磁化强度高达148.6 A·m²/kg,矫顽力为0.96 A/m.电磁性能测试表明Co微米片具有强介电损耗和磁损耗能力,以其为填料时,最强反射损耗(RL_max)在5.0 GHz处高达62.77 dB,有效吸收带宽1.2 GHz,涂层厚度仅为2.37 mm.Co微米片吸收频带宽(完全覆盖C、X和Ku波段),反射损耗强,匹配厚度薄,为合理设计薄、轻、宽、强的电磁波吸收剂提供了良好的模型材料.     

基于反射特性的碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法

碳纳米管是隐身技术中的重要吸波材料,不同体积占比碳纳米管吸波材料吸波性能检测与评价是工程应用研究的热点问题.基于吸波材料中电磁波反射特性理论建模,提出利用反射系数表征碳纳米管吸波材料吸波性能的方法,利用等效电阻-电容网络模型,定量分析碳纳米管吸波材料的介电特性;利用层状介质传播模型,分析电磁波在金属衬底吸波介质中传播时的反射特性.不同厚度和体积占比的单壁碳纳米管/聚甲基丙烯酸乙酯吸波材料的反射特性仿真分析结果表明,碳纳米管吸波材料厚度大于1.4 mm时,材料开始具有吸波性,且随着碳纳米管体积占比与厚度的提高,反射系数的中心频率向低频方向偏移.当厚度为2 mm、体积占比为0.5％时,反射系数最小值为-19.07 dB,吸波效果最强;而当厚度为2.4 mm、体积占比为1％时,吸波频带最宽达到5.89 GHz.研究成果为不同体积占比的碳纳米管吸波材料制备与性能检测奠定了理论基础,具有一定的工程应用价值.     

ZnO/C复合材料的制备与性能

为了制备ZnO/C复合材料并探讨其吸波性能,利用金属有机骨架MOF-5为前驱物,采用溶剂热法制备了ZnO/C复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶转换红外光谱分析仪与矢量网络分析仪对ZnO/C复合材料的物相组成、微观结构、形貌及性能进行了分析.结果表明,ZnO/C复合材料是由薄片状组织堆叠形成的完整立方体结构,且ZnO与C分布均匀.当复合材料涂层厚度为7 mm时,在17.18 GHz处的反射损耗可以达到最大幅值.ZnO/C复合材料在远红外区和超远红外区均具有良好的吸波性能.     

Microwave Absorption Properties of the Carbonyl Iron/EPDM Radar Absorbing Materials

Employing carbonyl iron powder and Ethylene-Propylene-Diene Monomer(EPDM)as the absorbent and matrix,rubber radar absorbing materials(RAM)were prepared.Effects of the carbonyl iron volume fraction and the thickness of the RAM on the microwave absorption properties in the frequency range of 2.6-18GHz were studied,and a mathematical analysis was made using the electromagnetic theory. The experimental results indicate that the minimum reflectivity of the radar absorbing materials continuously decreases with the increase of the carbonyl iron volume fraction,and the absorption peak also moves towards the low frequency for the same thickness of the RAM.The minimum reflectivity of the 3.0 mm RAM is -21.7dB at 3.5 GHz when the volume fraction of carbonyl iron is 45%.The reflectivity of the RAM is not in direct proportional to the thickness of the RAM,when the RAM has the same volume fraction of the carbonyl iron.The reflectivity of the RAM presents a regular trend at a given carbonyl iron volume fraction in the frequency range of 2.6-18 GHz.With the increase of the thickness,the maximum absorption peak moves towards low frequency band,the minimum reflectivity firstly decreases and then increases,and the absorption bandwidth for reflectivity<-10 dB firstly increases and then decreases.The microwave absorption properties of the RAM are determined by the thickness and the composition of the radar absorbing materials. Theoretical analysis indicates that the reflectivity of the RAM is determined by the matching degree of the air’s characteristic impedance and the input impedance.     

Microwave absorbing properties and magnetic properties of different carbon nanotubes

The microwave absorbing properties and magnetic properties of as-grown Fe-filled carbon nanotubes (CNTs), annealed Fe-filled CNTs, and multi-walled CNTs were studied. Vibrating sample magnetometer results showed that the annealed Fe-filled CNTs have the weakest coercivity and strongest saturation magnetization among the three types CNTs, due to the presence of more ferromagnetic α-Fe nanowires. After annealing, the values increased to 291.0 Oe and 28.0 emu/g and the samples showed excellent microwave absorbing properties. The reflection loss was over 5 dB between 11.6 GHz and 18 GHz with a maximum value of 10.8 dB for annealed Fe-filled CNTs (1.1 wt%)/epoxy composite.     

钡铁氧体表面化学镀Ni-P合金的制备及性能

为提高钡铁氧体的吸波性能,以钡铁氧体为芯材,采用化学镀的方法制备表面包覆Ni-P镀层的钡铁氧体复合粒子.并利用XRD、SEM、EDS及矢量网络分析仪对其晶体结构、表面形貌、成分、电磁吸收性能进行分析.结果表明:钡铁氧体表面包覆完整的Ni-P合金镀层,化学镀工艺显著改善材料的电磁性能,并提高材料对电磁波的吸收能力,镀后复合粒子在2～18GHz频段内,最大反射率为-24.3dB,大于-10dB的吸收频带宽约2.8GHz.     

铁氧体/铁粉混合材料的电磁吸波性能

以铁氧体、铁粉作为吸收剂制备多种电磁吸波涂料,测试与分析所得电磁吸波涂料的电导率、电磁参数及吸波性能。结果表明随着铁粉掺量的增加,所得电磁吸波涂料的电导率增加,在中高频区介电损耗和磁损耗均有所提高;铁粉与铁氧体的质量比为2：8时吸波涂层的吸波性能最好;反射率损耗〈-10.0 dB时的有效吸收频段在中低频区,有效带宽达4.5 GHz,最大吸收率为-16.63 dB。     

纳米Fe3O4及其复合体系的微波吸收特性研究

研究了纳米Fe3O4及其复合体系的微波吸收特性,并分析了吸收机制以及复合组分对吸波性能的影响。结果表明,在Fe3O4/BaTiO3复合体系中,通过调节材料组分可调节吸收峰的位置,复合体系的有效吸收频带较单一材料拓宽。当样品的厚度为2 mm,Fe3O4与BaTiO3的质量比为3:2时,反射率为-10 dB的有效频宽达2.7 GHz,Fe3O4与BaTiO3的质量比为2:3时,反射率为-10 dB的有效频宽可达4 GHz。在Fe3O4/PANI复合体系中,当Fe3O4在复合体系中的质量比为35%左右时,微波吸收率最高,吸收峰值为-21 dB,-10 dB频宽大于4GHz。     

偶联剂包覆片状金属磁粉电磁特性研究

利用硅烷偶联剂对片状金属磁粉进行表面包覆,采用扫描电镜、红外光谱等方法对磁粉表面硅烷膜的形貌、结构进行表征,并对包覆前后磁粉/石蜡复合材料的微波电磁参数进行了测试。结果表明偶联剂以化学键的方式吸附在磁粉表面,形成高电阻率的硅烷包覆膜。将磁粉按重量比(5:1)与石蜡复合在2~18 GHz频率范围内测量介电常数,其介电常数实部和虚部与未包覆样品比较,平均下降了9左右,而对应的复磁导率变化很小。由其制备1 mm厚的吸波涂层,涂层在8 dB的吸收带宽由包覆前的4.3 GHz增加到包覆后的8.2 GHz,改善了吸收剂的吸波性能。     

La1-xCexMnO3凝胶晶化过程与微波吸收性能

用溶胶一凝胶法制备了La1-xCexMnO3粉体,根据DSC-TGA、FT-IR、XRD分析了样品的晶化过程,用圆柱体法测试了样品的室温电阻率,用微波网络分析仪测试样品的微波吸收性能．结果表明,样品凝胶在煅烧时经过脱水、剧烈分解、逐渐晶化等过程,900％左右形成稳定的钙钛矿结构并伴有少量CeO2杂相;室温电阻率处于半导体范围,且随掺杂量z增加而减小;样品厚度为2．2mm、x=0．4时,13．2GHz频率位置处微波吸收峰值为27dB,10dB频宽为3．2GHz．分析认为,合适的电阻率、钙钛矿晶体极化驰豫及共振、铁磁团簇转向及共振是材料具有良好微波吸收性能的原因．     

Preparation and properties of Ni-plated glass beads/PVC composite

Ni-plated glass beads（GB） was obtained by electroless plating, based on PVC adhesive, Niplated GB/PVC composite was prepared. Temperature insulation, fi re retardation and microwave absorption properties were tested, the results showed that the nickel coating was compact and continuous, Ni-plated GB/ PVC composite is a kind of excellent temperature insulated, fi re retardate and light-weight material, and especially for microwave absorption well; Refl ectivity was lower than-2 dB in the frequency range of 11-17 GHz.     

质子酸掺杂聚苯胺的电磁参数及吸波性能研究

探讨不同质子酸掺杂对聚苯胺结构、电磁参数及吸波性能的影响．采用化学氧化法将HCl,H2SO4,DBSA（十二烷基苯磺酸）,TSA（甲基苯磺酸）,SSA（磺基水杨酸）分别制备了二次掺杂聚苯胺．通过FTIR,Uv—Vis、四探针法、四态四端口测试系统分析了掺杂聚苯胺光谱特性、电导率、电磁参数及吸波性能．结果表明,质子酸掺杂聚苯胺的光谱特征吸收峰发生了不同程度的红移,电导率在0．12～0．79S／cm范围,属有机半导体材料．质子酸掺杂聚苯胺的微波吸收主要以介电损耗为主,在9．3GHz的最大微波吸收达到-5dB．