活性炭负载Co0.8Zn0.2Fe2O4铁氧体的制备及电磁性能研究

采用溶胶-凝胶法制备活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合吸波材料研究。以柠檬酸为络合剂制备Co0.8Zn0.2Fe2O4铁氧体溶胶,加入活性炭于溶胶中,经浓缩制得活性炭/钴锌铁氧体凝胶,再经过低温煅烧,制备出形态和结构理想的活性炭负载钴锌铁氧体复合材料;详细地考察烧结温度、煅烧时间及活性炭与铁氧体的配比等工艺参数对复合材料的形态和结构的影响;分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能量散射X射线荧光光谱(EDX)对制备出的复合材料进行形貌、结构及组成表征分析。采用波导法在8.2～12.4GHz波段对活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合材料进行电磁参数测试分析,结果表明所制备活性炭负载纳米钴锌铁氧体复合材料具有较高的电、磁损耗角正切值,其吸波性能较好。     

Fe3O4/CNTs@Cf复合材料的制备及其吸波性能的研究

为了改善传统碳材料的吸波性能,获得具有多元吸波机理的吸波材料,本文通过化学气相沉积法在碳纤维表面原位生长碳纳米管,后采用溶剂热反应在CNTs@C_f上生成Fe₃O₄纳米颗粒,制备出了Fe₃O₄/CNTs@C_f复合材料,并对其吸波性能进行研究,分析了复合材料的合成机理和吸波机理。其反射损耗在C波段可达-43.02 dB,随着Fe₃O₄纳米颗粒含量的进一步增加,其吸波性能下降。     

羰基铁/钛酸钡复合材料的制备及吸波性能

采用溶胶-凝胶法和物理共混法制备纳米钛酸钡和羰基铁/钛酸钡复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、矢量网络分析仪(PNA)等测试手段对材料的物相、形貌和性能进行了表征和分析。结果表明:所制备出的样品为粒径约60nm的四方晶相的钛酸钡和分散均匀的羰基铁/钛酸钡复合材料;在0~6GHz范围内,羰基铁/钛酸钡复合材料的吸波性能较纯羰基铁有了很大的提高,当wBaTiO3=4%时,其吸波性能最佳,最大吸收峰值为-22.9dB,-10dB频宽为2.196GHz。     

碳纳米管加载量对复合材料吸波性能的影响

将不同质量分数的碳纳米管和环氧树脂充分混合，制成复合吸波涂料并涂覆在铝板上制成吸波涂层。采用TEM对碳纳米管的形貌进行观察。使用反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测复合材料的吸波性能。结果表明，复合材料在2GHz～18GHz均有良好的吸波性能。碳纳米管加载质量分数为8％和10％时，复合材料吸波性能最佳。8％碳纳米管加载量，峰值最大，达到～22．55dB，波峰出现在12．32GHz，带宽分别为2．56GHz（R〈-8dB）和4．00GHz（R〈-5dB）。10％碳纳米管添加量，带宽最大，分别达到2．80GHz（R〈-8dB）和7．00GHz（R〈-5dB），波峰出现在13．67GHz，峰值为-14．59dB。     

羰基铁粉吸波涂层的吸波原理及应用

吸波涂层通常由吸收剂和基体组成。羰基铁粉属于典型的磁介质型吸收剂,由于其具有较宽的吸收频段而引起人们越来越多的关注。吸波涂层的设计与优化就是通过调节吸收剂的成分、体积分数以及吸波涂层的厚度来改善涂层的吸波性能,吸波原理与有效介质理论是进行吸波涂层设计与优化的理论基础。主要介绍了羰基铁粉吸波涂层的吸波机理、吸波涂层优化设计的基本方法,最后简要介绍了几种常见羰基铁粉吸波涂层的应用。     

CIP/GF/CF/EP吸波复合材料的制备及力学性能

为制备兼具力学性能和电磁吸收性能的结构型吸波材料,采用真空辅助成型工艺设计制备一种以羰基铁粉(CIP)为吸收剂,玻璃纤维(GF)为透波层,碳纤维(CF)为反射层,环氧树脂(EP)为基体的吸波复合材料。研究了不同质量比CIP/EP对吸波复合材料力学性能和微波吸收性能的影响。通过FTIR和DSC分析可知CIP未与EP发生化学反应。SEM结果表明CIP能够在EP树脂基体中均匀分散,不趋向于纤维表面。力学测试分析结果显示:当CIP/EP质量比达到30%时,CIP/GF/CF/EP复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为347.56MPa,拉伸模量为25.99GPa,较纯GF/CF/EP复合材料提升了4.3%和5.7%;弯曲强度为339.6MPa,弯曲模量为23.7GPa,较纯GF/CF/EP复合材料提升了18.2%和71.2%。矢量网络分析可知复合吸波板的吸波性能随CIP含量的增加而增加,且吸波损耗反射峰值朝低频段移动。     

碳化硅颗粒填充的碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能

以碳纳米管、碳化硅颗粒为原料制备环氧树脂复合吸波材料,并对其吸波性能进行测试,研究了碳纳米管、碳化硅颗粒含量与复合材料吸波性能的关系.结果表明碳纳米管、碳化硅颗粒的含量对复合材料的吸波性能有较大影响.随碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能先提高后降低,碳纳米管含量存在最佳值(12%,质量分数).将碳...     

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。     

碳纤维/铁硅铝复合材料的低频吸波性能

为获得吸波性能良好的吸波材料,将电阻型吸波剂碳纤维和磁损耗型吸波剂FeSiAl片状磁粉复合,以石蜡为基体,利用模压法制备出复合材料。采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对单一吸波剂进行了测试分析。结果发现,片状FeSiAl磁粉的粒度在数十到几百微米之间;碳纤维表面留有活性物质,截面处能看到皮芯结构;XRD衍射图谱中,FeSiAl呈现出bcc结构。对复合吸波材料的电磁参数进行测量对比,结果表明,FeSiAl片状磁粉在1~3GHz内的最佳反射率达到-40.7dB,有效吸收频带宽度约为0.5GHz;当加入长度等于4mm,含量为0.4%(质量分数)的碳纤维时,碳纤维/铁硅铝复合材料吸波性能最佳,其反射率为-49.6dB,有效吸收频带宽度为1.0GHz;FeSiAl片状磁粉平行于吸波片表面排列时,材料的反射率减小,吸波性能增强。     

导电聚苯胺/ 羰基铁粉复合吸波材料

借助导电聚合物和软磁金属良好的电磁波吸收特性, 制备了导电聚苯胺/ 羰基铁粉复合材料。实验中把导电聚苯胺与羰基铁粉以2∶8 的比例制成复合粉, 然后再将复合粉与聚脲粘和剂以2∶8 的比例混合成吸波涂料。检测结果显示, 当聚苯胺电导率为10 -2 S/ cm、羰基铁粉平均颗粒尺寸为1～2μm, 在2～12 GHz 的频段范围可获得优于- 10 dB 的吸波性能。分析表明, 这类材料有望发展成宽频、强吸收、可人为设计特殊频段的优良吸波材料。     

炭纤维及其复合材料的吸波性能和吸波机理

炭纤维和炭纤维复合材料在隐身技术中已经得到了广泛应用。通过分析连续炭纤维、短切炭纤维、螺旋形炭纤维、异形截面炭纤维、掺杂改性炭纤维及其复合材料的微波电磁特性和吸波性能,探讨了以上几种炭纤维的吸波机理,其中螺旋形炭纤维和异形截面炭纤维是最有发展前景的两种吸波炭纤维。     

羰基铁粉改性环氧树脂/乙基纤维素微胶囊的吸波性能

以羰基铁粉为吸波剂用溶剂蒸发法制备出环氧树脂/乙基纤维素微胶囊,使用矢量网络分析仪、激光粒度分析仪、ESEM-EDS和FTIR分别表征了微胶囊的吸波性能、粒径分布、颗粒特性以及化学结构。结果表明：羰基铁粉嵌入乙基纤维素中物理结合成微胶囊壁材,羰基铁粉提高了微胶囊的吸波性能。羰基铁粉的粒径越小与电磁波相互作用的面积越大,微胶囊的吸波性能越好。频率为18 GHz时,未掺羰基铁粉的微胶囊电磁波反射损失为-1.63 dB,而掺入粒径为3 μm和0.5 μm羰基铁粉(掺量50%)的微胶囊电磁波反射损失分别为-5.08 dB和-5.44 dB,分别降低了3.45 dB和3.81 dB。掺入粒径为0.5 μm羰基铁粉的微胶囊不团聚,其微观形貌更好。     

石墨烯-羰基铁粉线材的制备及其吸波性能分析

为了提高单一磁性吸波材料的吸波性能,以聚乳酸(PLA)作为基体材料,将磁性材料羰基铁粉(CIP)与石墨烯(RGO)进行复合,制备RGO-CIP/PLA复合材料。通过TG、XRD等多种测试手段对复合材料的结构、形貌等进行表征。同时使用矢量网络分析仪对复合材料的电磁参数进行测试,计算出不同厚度的吸波性能,研究了RGO的添加量对RGO-CIP/PLA复合材料的吸波性能影响。结果表明：当RGO质量分数为4wt%,CIP质量分数为20wt%时,RGO-CIP/PLA复合材料吸波性能最优;吸收厚度为3 mm时,达到了-27.25 dB最小的R_L值,同时其吸收带宽为2.922 GHz (7.227～10.149 GHz)。同时,随着其吸收厚度的增加,有效吸收带宽(R_L<-10 dB)会移动至较低的频带。     

La0.7Sr0.3MnO3/α-Fe2O3复合材料的制备及吸波性能研究

以高温煅烧法制备了复合材料La_0.7Sr_0.3MnO₃/α-Fe₂O₃,并研究了其结构、电磁参数和吸波性能,进一步初步探索了该粉体用于布料涂层的吸波效果。结果发现：La_0.7Sr_0.3MnO₃/α-Fe₂O₃与石蜡以质量比7∶3混合后的吸波性能显著,分别在厚度5.0和9.5 mm处能吸收99.9%以上的入射电磁波,吸波性能优异。此外,在1～18 GHz和1.0～10 mm范围内,样品La_0.7Sr_0.3MnO₃/α-Fe₂O₃的总有效吸收(≦-10 dB)带宽覆盖测试带宽的91.8%,实现了雷达多频段的有效吸收。复合材料良好的吸波性能得益于La_0.7Sr_0.3MnO₃和α-Fe₂     

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。      

稀土掺杂碳纳米管/聚氯乙烯复合材料的吸波性能研究

利用La(NO3)3和Ce(NO3)3掺杂的碳纳米管(MWCNTs-La(NO3)3和MWCNTs-Ce(NO3)3)作为吸收剂、聚氯乙烯(PVC)作为基体,制备出MWCNT-La(NO3)3(或Ce(NO3)3)/PVC复合材料。运用透射电子显微镜和X射线衍射仪对MWCNTs、MWCNTs-La(NO3)3、MWCNTs-Ce(NO3)3的微观结构进行表征分析,使用同步热分析仪和矢量网络分析仪对MWCNT/PVC、MWCNT-La(NO3)3/PVC、MWCNT-Ce(NO3)3/PVC复合材料的热解行为和吸波性能进行测试分析。结果表明,在2～18GHz频率范围内,适量掺杂La(NO3)3或Ce(NO3)3可以使MWCNT/PVC复合材料的吸波性能大幅度提高,而热解行为变化不明显。在反射率R<-10dB的范围内,MWCNT-Ce(NO3)3/PVC复合材料的吸收频宽(约为5.4GHz)虽然不及MWCNT-La(NO3)3/PVC的吸收频宽(约为5.6GHz)宽,但是吸收频段和吸收峰峰值均向高频区域移动,有利于提高复合材料的高频吸波性能。     

TiO_2包覆对不同粒径羰基铁粉吸波性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法,分别在粒径为6μm和1μm的羰基铁粉表面成功包覆了一层二氧化钛薄膜;利用矢量网络分析仪测量了羰基铁粉和石蜡所制成的复合材料的电磁参数,对比分析了二氧化钛包覆前后羰基铁粉复合材料在微波频段的复介电常数、复磁导率和微波吸收性能的变化。实验结果表明:二氧化钛包覆层能有效地增大粒径为1μm的羰基铁粉的复磁导率和复介电常数,改善小粒径羰基铁粉的微波吸收性能。通过分析认为二氧化钛包覆层能有效地阻隔颗粒间涡流的形成,由此能很好地解释二氧化钛包覆层对1μm羰基铁粉微波吸收性能的增强效果。     

羰基铁/三元乙丙橡胶复合材料的吸波性能

为了探明吸波材料的厚度、吸收剂的含量与吸波性能之间的关系,以羰基铁为吸收剂、三元乙丙橡胶为基体制备了复合橡胶吸波材料,采用矢量网络分析仪研究了在2.6~18 GHz范围内羰基铁含量和吸波材料厚度对吸波性能的影响,并利用电磁理论分析了吸波材料的吸波性能.对于3 mm吸波材料,当羰基铁体积分数为45%时,在3.5 GHz处其反射率的最小值达-21.7 dB;在羰基铁含量一定的条件下,微波吸收性能与吸波材料的厚度并不成正比关系,当厚度<2 mm时,吸波材料的吸波效果较差;当厚度>2 mm时,随着吸波材料厚度的增加,最大吸收峰的位置向低频移动,并且最大吸收峰的峰值和指定反射率的频率带宽也呈减小的趋势.在相同厚度下,随着羰基铁含量的增加,吸波材料在电磁波吸收峰处的反射率不断减小,而且吸波材料吸收峰的位置也向低频移动;输入阻抗与空气阻抗越接近,吸波材料的吸波性能越好.     

SiC/CNTs纳米复合材料吸波性能的研究

采用聚碳硅烷前驱体转化法制备了SiC/CNTs纳米复合材料, 采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜对样品进行了微观结构分析, 并测试了材料在2～18GHz频率范围内的电磁参数. 结果表明, 当初始聚碳硅烷/二甲苯溶液浓度为10%～15%时, 聚碳硅烷前驱体转化法在CNTs表面可以制备SiC包覆层均匀致密的复合一维纳米材料. SiC包覆CNTs一维纳米材料的电磁参数测试表明, 其损耗机制以介电损耗为主, 当聚碳硅烷含量为15%时, SiC/CNTs纳米复合材料具有最高的介电常数和损耗角, 较好的电磁波吸收特性, 并表现出复合效应.     

Ti3C2Tx/Fe3O4纳米复合材料的吸波和电磁屏蔽性能与机制

在电磁屏蔽领域,铁氧体是常用的涂覆型吸波剂,但以Fe₃O₄为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料,Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料的花苞状结构对电磁波的多重反射、界面极化和电磁耦合作用等使复合材料具有更好的微波吸收性能。当频率为6.74 GHz时,最小反射损耗达到-51.41 dB,对应的匹配厚度为2.8 mm,这意味着它可以吸收99.999 28%的电磁波。本研究中特殊的花苞状Ti₃C₂T_x/Fe₃O₄复合材料表现出优异的吸波性能,在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。