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。     

尖锥型结构宽频吸波材料设计

基于吸波材料阻抗匹配的要求,设计了一种尖锥型吸波结构.该吸波结构是由一系列圆锥阵列排布在基板上组成.以尖锥的夹角和在尖锥表面涂覆导电涂层的方阻为参数,利用数值方法分析得到在尖锥夹角为15°、表面方阻为200Ω/sq时,在较宽频带范围内吸波性能优良.利用设计参数制备得到的尖锥型吸波材料的反射率测试结果表明:在设计参数条件下,吸波材料在2～18 GHz频率范围内,反射率低于-10 dB的带宽为14.4GHz,反射率低于-20 dB的带宽为13.3 GHz,最强吸收峰在7 GHz处,吸收峰强度为34.2 dB,尖锥型结构吸波材料具有宽频带强吸波效果.     

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。     

羰基铁和FeSiAl共混制备宽频吸波材料

为提高材料在低频段(1～4GHz)下的吸波性能和拓宽吸波频带,选择羰基铁和FeSiAl颗粒作为吸收剂、石蜡作为粘结剂制作吸波材料,采用矢量网络分析仪测试材料的电磁参数,并在给定厚度(0.5和1mm)下分析吸波材料的吸波性能。随着质量添加比的增加,两类材料的介电常数和磁导率均升高,添加比相同下含FeSiAl颗粒吸波材料在1mm厚时具有优异的低频吸波性能(-8.6～-1.2dB),而高频段(14～18GHz)时不及羰基铁(-16.0～-10.1dB);两类颗粒共混后,通过改变FeSiAl颗粒的含量能获得具有良好低频吸收性能(-4.5～-1.1dB)和宽频带(<-4dB频带为3.8～18GHz)的吸波材料。该结果对于通过混合其它优良低频和高频吸波材料以获取宽频带的吸波材料具有指导意义。     

贴片型FSS结构在防雷达伪装遮障基础布设计中的应用

为实现特定的伪装遮障面电磁散射特性,受频率选择表面与吸波材料复合技术的启发,提出了在均匀有耗介质布(伪装遮障的基础布)表面涂覆周期性导电薄层(如“十”字形、方形和耶路撒冷形)的设计思路.采用周期FDTD算法分析了垂直入射时此类结构的电磁散射特性,并最终提出了能够在2～18GHz范围内基本满足能量反射率在20％～25％、...     

空心微珠表面改性及其吸波特性

通过CVD方法在空心微珠表面进行金属化改性,用扫描电镜对空心微珠表面镀铁的微观形貌和成分进行了观察、测定,结果表明铁较均匀附着在微珠的表面.分别将改性前后的空心微珠制备成吸波材料,测试其吸波性能.测试结果表明,改性后的空心微珠具有较好的吸波性能.在8～18GHz扫频测试范围内,小于-10dB的频段范围在17.2～18GHz,最大吸收可达-11.27dB,对应的频率为18GHz.空心微珠的表面改性为其再利用找到有效的途径.     

二氧化锰涂覆EPS方法与效能分析

采用直接涂覆法将二氧化锰涂覆在EPS表面制成吸波球体。实验证实，这种方法有能力涂覆大密度导电粉末，且效果良好。在反射阻抗的测试中，当试样厚度为10mm时，其反射损耗在8～18GHz频率范围内为-7～-15dB，发现随着吸波颗粒中二氧化锰含量和试样厚度的增加，在8～18GHz频段内，试样的反射损耗增加。二氧化锰层吸波球体效能略低于同等导电层厚度的炭粉层吸波球体。     

宽频带橡胶复合铁氧体电磁波吸波材料研究

采用M型六角晶系铁氧体材料与橡胶复合构成宽频带、薄型电磁波吸波材料。介绍了材料配方、制备工艺与特性。用弓形法，在2～18GHz频率范围研究了这种复合吸波材料的反射率特性，通过合理组合成复合吸波材料，当总厚度为20mm时，可在2～18GHz频率范围实现反射率≤-10dB。     

单向取向碳基气凝胶的制备及电磁屏蔽性能研究

碳基气凝胶具有自支撑的三维导电网络,是开发新型高性能电磁屏蔽及吸波材料的研究热点。通过单向冷冻干燥法制备了具有单向取向结构的碳纳米管/壳聚糖(CNT/CS)气凝胶,考察了不同CNT/CS浓度及配比对气凝胶冷冻速率、线性收缩率、微观结构、电导率和电磁屏蔽效能的影响,研究了取向方向对气凝胶导电性能和电磁屏蔽效能的影响。结果表明：CNT/CS气凝胶具有显著的各向异性,取向方向上的电导率最高可达14.34S/m,是垂直于取向方向上的1.5～3.0倍。CNT/CS气凝胶具有优良的电磁屏蔽效能,在12GHz的频率下屏蔽效能最高可达20.3dB。气凝胶在垂直于取向方向上的电磁屏蔽效能高于取向方向。     

掺杂不同稀土氧化物对Ni-Zn铁氧体/泡沫铝材料吸波性能的影响

为了研究掺杂不同的稀土氧化物对Ni-Zn铁氧体/泡沫铝材料吸波性能,在泡沫铝表面涂覆了单一Ni-Zn铁氧体和掺杂质量分数为1%的不同稀土氧化物(三氧化二镝、氧化铈、三氧化镧)及其三者混合粉的Ni-Zn铁氧体复合粉,利用GJB 2038-94"雷达吸波材料反射率测试方法"中的雷迭截面(RCS)法对材料微波反射率进行了测量,扫描电镜(SEM))对吸波剂的形貌进行了分析.结果表明,在12～18GHz和26.5～40GHz频段内,各样品的吸收量均随着频率的增加而增加,添加稀土氧化物后的复合材料的吸波性能明显提高;因此,泡沫铝表面涂覆添加稀土氧化物的Ni-Zn铁氧体的复合粉,可以进一步改善其吸波性能.     

多壁碳纳米管/聚乙烯醇复合材料电磁屏蔽性能研究

通过熔融共混、流延成膜法制备了多壁碳纳米管/聚乙烯醇(MWCNTs/PVA)复合材料,并研究了碳纤维作为增强体的作用。扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重分析表明:MWCNTs在PVA基体中均匀分散且形成了良好的空间导电网络;MWCNTs的加入会使吸收峰转移并与PVA发生键合反应;MWCNTs/PVA复合材料具有优异的热稳定性,热分解温度低于105℃时只有少量水分蒸发。导电性和电磁屏蔽测试表明,MWCNTs/PVA复合材料电磁屏蔽性能随其导电性的增强而提高,MWCNTs质量分数为1.2%的复合材料样品,在干扰电磁波频率为1~18GHz频段上具有良好的屏蔽性能,当干扰电磁波频率为13.3GHz时,其屏蔽效能为36.7dB。碳纤维可以增强MWCNTs/PVA复合材料的屏蔽性能,MWCNTs质量分数为0.6%的碳纤维增强MWCNTs/PVA复合材料样品,在干扰电磁波频率为1~18GHz频段时,其电磁屏蔽效能大于40dB。     

碳纳米管/丁苯橡胶复合材料的电学性能

采用喷雾干燥法可制备不同配比的碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）/粉末丁苯橡胶复合材料,观察CNTs在橡胶基体中的分散情况,检测复合材料的导电性能及介电性能,并进行了简要的理论分析。结果表明:CNTs在橡胶基体中获得了充分均匀的分散,有利于CNTs改性补强作用的发挥。与纯胶样品及填充炭黑（Carbon black,CB）样品相比, 填充CNTs样品在8~18GHz下具有较高的介电常数及低介电损耗。随着CNTs加入量的增加,CNTs/粉末丁苯橡胶复合材料的电导率逐渐升高,当CNTs加入量为60phr（per hundred rubber）时,与纯胶样品及添加60phr CB样品相比,电导率提高近10个数量级;复合材料内部导电同时存在隧道导电机制和渗逾导电机制。采用喷雾干燥法制备的CNTs/粉末丁苯橡胶复合材料,将是一种综合性能良好的新型纳米复合材料,有望在抗静电橡胶、电磁屏蔽及介电材料等领域获得应用。      

一种三层雷达吸波涂层的制备和性能

在磁性金属微粉的雷达吸波涂层中引入导电纤维层具有减轻质量和展宽吸收频带作用,本文采用磁性金属微粉和短导电纤维制备了一种三层雷达吸波材料.研究表明,三层的相对顺序对吸波涂层的带宽与峰值具有明显影响,在面密度为2.50 kg/m2的条件下,当导电纤维层位于表层时带宽最大,在8～18 GHz频段范围内反射率小于-10 dB的带宽达7 GHz.     

Co-Ni@N-C/多孔碳复合材料的制备及电磁特性

以制备的多孔碳为基材,采用热还原法通过原位生长制备轻质化Co-Ni@N-C/多孔碳复合材料,研究了多孔碳的添加量对样品电磁波吸收性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)对样品的相结构、组分和微观形貌进行表征。通过矢量网络分析仪对样品在2～18 GHz频段内的电磁参数进行测试,并根据传输线理论分析了样品的电磁波吸收性能。结果表明：以多孔碳为基材制备的Co-Ni@N-C/多孔碳样品,当多孔碳含量占原材料总质量的2.7%时,样品具有良好的电磁波吸收性能,最大反射损耗值为-57.74 dB(15.12 GHz, 2.35 mm),最大有效吸收带宽为5.14 GHz(12.86～18 GHz, 2.25 mm),基本覆盖整个Ku波段。     

Ultrahigh Conductive Copper/Large Flake Size Graphene Heterostructure Thin‐Film with Remarkable Electromagnetic Interference Shielding Effectiveness

To guarantee the normal operation of next generation portable electronics and wearable devices, together with avoiding electromagnetic wave pollution, it is urgent to find a material possessing flexibility, ultrahigh conductive, and superb electromagnetic interference shielding effectiveness (EMI SE) simultaneously. In this work, inspired by a building bricks toy with the interlock system, we design and fabricate a copper/large flake size graphene (Cu/LG) composite thin film (≈8.8 μm) in the light of high temperature annealing of a large flake size graphene oxide film followed by magnetron sputtering of copper. The obtained Cu/LG thin‐film shows ultrahigh thermal conductivity of over 1932.73 (±63.07) W m^?1 K^?1 and excellent electrical conductivity of 5.88 (±0.29) × 10⁶ S m^?1. Significantly, it also exhibits a remarkably high EMI SE of over 52 dB at the frequency of 1–18 GHz. The largest EMI SE value of 63.29 dB, accorded at 1 GHz, is enough to obstruct and absorb 99.99995% of incident radiation. To the best of knowledge, this is the highest EMI SE performance reported so far in such thin thickness of graphene‐based materials. These outstanding properties make Cu/LG film a promising alternative building block for power electronics, microprocessors, and flexible electronics.     

磁选粉煤灰砂浆的导电性研究

Fe3O4具有很强的磁性,利用简单的磁选工艺将普通粉煤灰中的铁氧化物(Fe1-δO)吸取出来,可得Fe3O4含量较高的磁选粉煤灰。Fe3O4在常温下的电导率为2.5×104Ω-1.m-1,和沥青基碳纤维的电导率为同一数量级。利用磁选粉煤灰作为导电材料可以制备出具有良好导电性能和力学性能且成本低廉的导电砂浆。随着磁选粉煤灰掺量的增加,粉煤灰颗粒互相接触并逐渐形成局部导电网络,使电子和空穴可通过隧道效应跃过水泥基体阻隔所形成的势垒进行传导;当磁选粉煤灰掺量超过"渗滤阈值"后,砂浆的导电性明显增强,与掺加细集料的碳纤维导电砂浆的导电性接近。     

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。      

Development of electromagnetic shielding materials from the conductive blends of polyaniline and polyaniline-clay nanocomposite-EVA: Preparation and properties

Electromagnetic interference shielding composite materials were developed from the conductive blends of nanostructured polyaniline (PANI) and polyaniline-clay nanocomposite (PANICN) with ethylene vinyl acetate (EVA) as host matrix. Electrically conducting nanostructured PANI and PANICNs were prepared using amphiphilic dopants, 3-pentadecyl phenol 4-sulphonic acid (3-PDPSA) derived from cashew nut shell liquid, a low cost renewable resource based product and dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA). Effects of type and quantity of conductive fillers on the electrical conductivity, mechanical properties, thermal stability, morphology and electromagnetic shielding efficiency were investigated. The presence of exfoliated nanoclay and interaction between the conductive filler–host matrix in conductive films containing PANICNs manifested from the measurement on rheological property. Films with conductive filler (～15% loading) showed a shielding effectiveness of ～40–80 dB at 8 GHz which makes these conducting composites potential candidate for the encapsulation as EMI shielding materials for electronic devices.     

Anticorrosive,Ultralight, and Flexible Carbon‐Wrapped Metallic Nanowire Hybrid Sponges for Highly Efficient Electromagnetic Interference Shielding

Metal‐based materials with exceptional intrinsic conductivity own excellent electromagnetic interference (EMI) shielding performance. However, high density, corrosion susceptibility, and poor flexibility of the metal severely restrict their further applications in the areas of aircraft/aerospace, portable and wearable smart electronics. Herein, a lightweight, flexible, and anticorrosive silver nanowire wrapped carbon hybrid sponge (Ag@C) is fabricated and employed as ultrahigh efficiency EMI shielding material. The interconnected Ag@C hybrid sponges provide an effective way for electron transport, leading to a remarkable conductivity of 363.1 S m^?1 and superb EMI shielding effectiveness of around 70.1 dB in the frequency range of 8.2–18 GHz, while the density is as low as 0.00382 g cm^?3, which are among the best performances for electrically conductive sponges/aerogels/foams by far. More importantly, the Ag@C sponge surprisingly exhibits super‐hydrophobicity and strong corrosion resistance. In addition, the hybrid sponges possess excellent mechanical resilience even with a large strain (90% reversible compressibility) and an outstanding cycling stability, which is far better than the bare metallic aerogels, such as silver nanowire aerogels and copper nanowire foams. This strategy provides a facile methodology to fabricate lightweight, flexible, and anticorrosive metal‐based sponge for highly efficient EMI shielding applications.     

富铁空心微珠电磁特性研究

对富铁空心微珠的电磁特性进行了研究.富铁空心微珠的粒径、磁选分级性能与材料的电磁参数密切相关,铁氧化物的富集使富铁空心微珠与空心玻璃微珠的电磁参数不同,进而使其具有吸波性能.实验结果表明,60%(体积分数)的富铁空心微珠的吸波性能,在2～18GHz测试频率范围内＞5dB的有效频带宽度达到6.6GHz.