聚苯乙烯-磁性吸收剂复合材料微波吸收特性研究

采用铁氧体和铁合金纳米晶材料组成的磁性吸收剂对回收的聚苯乙烯泡沫塑料进行复合电磁改性处理,得到聚苯乙烯-磁性吸收剂复合材料;使用微波矢量网络分析仪系统测量复合材料试样的复磁导率、复介电常数频谱特性及材料标样的电磁波吸收性能。结果表明,随磁性吸收剂含量增加,复合材料磁性和介电性增强,当磁性吸收剂质量含量达15%(质量分数)时,复合材料具有明显的吸波材料特性,在2～18GHz频段呈现多个共振型电磁能吸收峰,2GHz附近的损耗吸收峰值达-12dB;电磁改性的聚苯乙烯复合材料在原有的隔热、隔音特性基础上可兼具吸波性能,成为一种颇具应用价值的多功能材料。     

纳米铁和氮化铁超顺磁体复合吸收剂的研制

为了以纳米氮化铁作为吸波材料的吸收剂,利用气相化学反应方法,以氨基有机络合物为活化剂,液态五羰基铁为原料,获得了纳米量级亚单畴磁性氮化铁颗粒．利用TEM和S参数测量仪分析产物的结构和电磁参数．研究表明：制备的材料颗粒尺寸大都在10～100nm之间,材料主要由Fe和Fe3N的混合物组成;材料在微波段（8～13GHz）具有一定的介电损耗和磁损耗,可用作吸波材料的吸收剂．计算表明,在该波段,1mm厚度的吸波材料对电磁波能量最高衰减可达到10dB以上,具有较好的性能,可作为雷达吸波材料．     

化学沉积改性粉体/环氧树脂纳米复合涂层材料的微波吸收性能

以Ni-Co-P/CNT复合粉体和Ni-Co-P/空心微珠复合粉体作为吸收剂,选用高分子聚合物环氧树脂作为成膜树脂,同时加入适当的溶剂、固化剂和助剂制备出纳米复合微波吸收涂料,并将涂料涂刷于塑料薄板上制备出涂层样品.使用标量网络测试系统分别测试各纳米复合涂层样品在8～18GHz范围内的微波反射率与频率之间的R-F关系曲线,来定量表征各个涂层样品的微波吸收性能.研究表明,以Ni-Co-P/CNT和Ni-Co-P/空心微珠复合粉体作为微波吸收剂的纳米复合微波吸收涂层具有较好的微波吸收性能,最高可达18.7dB,通过减小吸收剂粒度、提高吸收剂含量和均匀分散性以及调整涂刷层数以控制最佳涂层厚度可以提高涂层微波反射率.     

螺旋形碳纤维结构吸波材料的制备及其吸波性能研究

用基板法以乙炔为碳源,镍板为催化剂,PCl3为助催化剂,通过化学气相沉积制备了螺旋形碳纤维手性吸收剂,并研究了其在2～18GHz的微波电磁特性:具有较高的介电损耗,电磁参数随频率的增大有减小的趋势,有利于实现宽频吸波。以螺旋形碳纤维作为吸收剂制备了Nomex蜂窝夹芯结构吸波材料,复合材料的厚度为9.5mm时,在3.76～18GHz反射率R<-10dB,反射率<-10dB的频宽为14.24GHz;最大吸收峰在10.4GHz,反射率R为-21.62dB。探讨了螺旋形碳纤维的吸波机理,螺旋形碳纤维是一种非常有发展前景的手性吸收剂和吸波材料。     

FeCo/PPy纳米复合材料的合成及其电磁性能调控

为进一步改善电磁波吸收材料的阻抗匹配、提高吸收强度,本工作以液相还原法制备不同反应时间的FeCo磁性纳米颗粒,经表面修饰后通过原位氧化聚合,合成不同系列的FeCo/PPy纳米复合材料。结果表明,当FeCo反应时间为2h时,所合成的FeCo/PPy复合材料在14.45GHz、匹配厚度为2mm时最小反射损耗可达-38.19dB,有效带宽为5.45GHz(12.24～17.69GHz)。磁性纳米颗粒引入聚吡咯,有效降低了聚吡咯的复介电常数,优化了阻抗匹配,降低了对电磁波的反射;同时,在FeCo磁性纳米颗粒的磁损耗、PPy的介电损耗以及异质界面极化损耗等多重作用下,FeCo/PPy纳米复合材料对电磁波有着较好的吸收性能。     

核壳型铁钴复合材料的制备及其微波吸收性能的研究

采用多元醇还原工艺和自组装技术,通过在微米级Fe粉表面包覆纳米Co粒子,制备了一种具有核壳结构的复合磁性微球,表征了它们的相组成结构,测试了它们的微波电磁参数,研究了它们的微波吸收性能。结果表明：用该法制备的核壳型Fe／Co复合材料能够实现表面包覆致密,将其作为微波吸收剂,可以改善传统羰基铁粉吸收剂的频散特性,可使吸收量大于8dB的频带宽度达到7GHz。     

隔离器负载用吸波材料的热压工艺及其性能

采用热压成型工艺,以环氧树脂为基体、羰基铁粉为吸收剂制备复合微波吸收材料。对获得的羰基铁粉/环氧树脂复合吸收体的微观结构、电磁性能及微波吸收性能进行了表征和测试,并研究了该材料在隔离器中的应用性能。结果表明,调节吸收剂含量及成型压力可以制备出结构致密、吸收损耗大的微波吸收体。其中在30MPa压力下成型,羰基铁粉体积分数为65%的吸收体在8～12GHz内的吸收损耗为7.8～8.9dB/mm。隔离器负载中使用该材料,器件电压驻波比≤1.2时,隔离度≥20dB,相对带宽达20%。     

磁性纳米洋葱碳基复合材料的制备及其吸波性能

采用化学气相沉积法制备了磁性纳米洋葱碳(MCNOs)和多壁纳米碳管(MWCNTs),超声喷雾造粒后制备得到MCNO/MWCNT复合吸波材料。通过XRD、SEM、TEM、Raman及VSM等手段表征所制材料的结构和磁性能,并采用微波矢量网络分析仪对材料的电磁参数进行测试。分别研究了MCNOs、MWCNTs及MCNO/MWCN三者的吸波性能,并探讨了其吸波机理。结果表明,相较于MCNOs和MWCNTs,同等条件下二者复合后在2～18 GHz频率范围内的吸波性能显著提高。微波吸收峰随材料涂层厚度的增加向低频方向移动,当涂层厚度为3.5 mm时,最大峰值可以达到-25.6 dB,在-10 dB以上有效带宽达到2.2 GHz;基于微波介电损耗机制,分析了不同材料在2～18 GHz频率范围内的电磁性能。     

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.     

石墨烯/碳纳米管复合材料的微波吸收性能研究

石墨烯和碳纳米管都是新型纳米尺寸碳材料,具有极大的比表面积、良好的导电性以及优秀的机械性能等特性。通过微波膨化法在石墨烯(寡层石墨)表面空隙结构内生长了碳纳米管,制备出石墨烯/碳纳米管复合材料,碳纳米管不仅可以发挥连接石墨烯层片结构的作用,还可以与石墨烯共同发挥协同吸波效应;同时生长碳纳米管所添加的催化剂在微波状态下分解为纳米磁性颗粒,提高整体复合材料的吸波性能。通过采用SEM、EDX、XRD等对材料的形貌、化学成分进行表征,并用矢量网络分析仪测试了材料在2~18GHz频带内的复介电常数和复磁导率,利用计算机模拟出不同厚度的微波衰减性能。结果表明,材料的电磁损耗机制由电介质损耗、磁损耗共同构成,微波吸收峰随着材料厚度的增加向低频移动,当厚度为2.5mm时,在14.4GHz时最大损耗值为-28dB,并且在频带12.4~17.7GHz的范围内达到-10dB的吸收。