Ni0.4Co0.2Zn0.4Fe2O4/BaTiO3纳米纤维双层吸波涂层的微波吸收特性研究

采用静电纺丝法制备了平均直径分别为180 nm和220 nm的BaTiO₃(BTO)和Ni_0.4Co_0.2Zn_0.4Fe₂O₄(NCZFO)纳米纤维, 使用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和矢量网络分析仪(VNA)对纤维的物相结构、表面形貌和微波电磁参数进行了表征, 并根据传输线理论分析评估了以BTO和NCZFO纳米纤维为吸收剂的硅橡胶基单层和双层结构吸波涂层在2~18 GHz范围内的微波吸收性能。结果显示, 由于BTO纳米纤维的介电损耗与NCZFO纳米纤维的磁损耗的有机结合和阻抗匹配特性的改善, 以NCZFO纳米纤维/硅橡胶复合体(S1)为匹配层、BTO纳米纤维/硅橡胶复合体(S2)为吸收层的双层吸波涂层比相应单层吸波涂层表现出更为优异的吸收性能。通过调节匹配层与吸收层的厚度, 在4.9~18 GHz范围内反射损耗可达–20 dB以下; 当吸收层和匹配层的厚度分别为2.3 mm和0.5 mm时, 最小反射损耗位于9.5 GHz达–87.8 dB, 低于–20 dB的吸收带宽为5 GHz。优化设计的NCZFO/BTO纳米纤维双层吸波涂层有望发展成为一种新型的宽频带强吸收吸波材料。     

Co含量对轻质微波吸收剂C/Co纳米纤维吸波性能的影响

采用静电纺丝法结合热处理制备了一种可应用于2~18 GHz频段的高性能轻质微波吸收剂C/Co纳米纤维, 详细研究了金属Co含量对纳米纤维的电磁特性及微波吸收性能的影响。相对于纯碳纳米纤维, C/Co纳米纤维的微波吸收性能得到显著加强, 其主要吸波机制仍是介电损耗。随着Co含量的增加, C/Co纳米纤维的电磁衰减能力逐渐下降, 而微波吸收却先增强后减弱, 含37.8wt% Co的C/Co-5纳米纤维因金属Co粒子和纳米碳纤维的良好结合与协同效应, 以及纤维中特殊的Co粒子@石墨核壳结构所带来的良好阻抗匹配与足够高的电磁衰减能力而表现出最好的吸波性能。模拟计算结果表明, 涂层厚度在1.1~5.0 mm间变化时, 填充5wt% C/Co-5纳米纤维的硅胶吸波涂层的反射损耗(RL)值超过-20 dB的频率范围在3.2~18 GHz, 最小RL值达到-78.8 dB, 其中当涂层厚度仅为1.5 mm时, RL值低于-20 dB的吸收带宽可达6.0 GHz (12~18 GHz)。C/Co纳米纤维优异的微波吸收性能表明, 这些磁性碳杂化纳米纤维有望成为一种极具应用前景的新型吸波材料。     

用于高效微波吸收的3D多孔异质界面型NiCo2(CO3)3/RGO气凝胶(英文)

创新的微观结构设计和合适的多组分策略对于具有强吸收和宽有效吸收频带(EAB)的先进电磁吸波材料(EAM)仍然具有挑战性。本文采用简单的水热还原法制备了自组装的3D网络结构NiCo₂(CO₃)₃/RGO(NCR)气凝胶。独特的微观结构和多组分不仅解决了NiCo₂(CO₃)₃颗粒的物理团聚，而且可以调整电磁参数以提高阻抗匹配和衰减能力。界面基体和宏观3D互联网格结构的协同效应可以实现高电磁波吸收(EMA)性能，在2.3 mm处最小反射损耗(RLmin)值为-58.5 dB,EAB为6.5 GHz。NiCo₂(CO₃)₃/RGO气凝胶优异的EMA性能可归因于3D多孔结构的多重反射、散射和弛豫过程以及界面基体的强界面极化。     

电磁波吸收剂BaTiO_3/MWCNT及其与PAN杂化纤维的制备与性能研究

采用溶剂热法制备出一种包含BaTiO_3和多壁碳纳米管(MWCNTs)的复合吸波剂.通过透射电镜分析吸波剂的形貌发现:粒径为15～30 nm的BaTiO_3颗粒均匀地包覆在MWCNTs的外壁.电磁波吸收性能分析表明:BaTiO_3/MWCNT纳米复合吸波剂的反射损耗(RL)要大于BaTiO_3和MWCNTs,这是由于其有更好的阻抗匹配和更高的复合磁导率.当单层材料的计算厚度为2mm时,BaTiO_3/MWCNT纳米复合吸波剂的RL在9.6～13.1 GHz的频段中超过了-10dB,同时在10.4 GHz处达到最大值-37.5 dB.为了研究BaTiO_3/MWCNT纳米复合吸波剂与聚丙烯腈(PAN)基体的相容性和其杂化纤维的可纺性,采用静电纺丝成型制备吸波剂含量为10wt%的PAN杂化纤维.通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析发现:BaTiO_3/MWCNT纳米复合吸波剂成功与PAN纤维杂化,吸波剂的结构在成型过程中没有变化,吸波剂的添加并未影响纤维形貌.     

轻质核壳结构吸波材料的研究进展

随着现代科技的发展,电磁波辐射对人类的影响越来越大,在电子电路中释放的电磁波会破坏其他设备的性能并且损害人体健康,因此吸波材料的研究显得尤为重要。此外,具有优良电磁性能的复合吸波材料还可以用于制备飞行器隐身材料。这是因为高强度的微波吸收材料具有良好的介电损耗和磁性损耗,同时具有优越的阻抗匹配,而核壳结构的吸波材料是复合吸波材料中较为理想的材料。本文详细介绍了核壳结构吸波材料的合成方法,并根据核壳结构材料的分类及具体应用,阐述了近年来国内外核壳结构吸波材料的最新研究进展。     

Fe3O4-GO复合纳米纸的制备及吸波性能研究

为了实现目前实际应用对吸波材料“轻、薄、宽、强”的要求，本工作采用氧化石墨烯(GO)结合磁性纳米粒子四氧化三铁(Fe₃O₄)构筑了一类新型的轻质且具有良好柔韧性的复合纳米纸吸波材料，希望其能简化复合材料成型工艺并替代吸波涂料，实现对吸波性能的调控。首先，利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对Fe₃O₄纳米粒子进行有机化修饰，制备了分散均匀、具有电磁双损性能的Fe₃O₄-GO复合纳米粒子，进而利用溶剂蒸发沉积法制备了GO及Fe₃O₄-GO纳米纸，并对其结构及性能进行了研究。结果表明，NH₂-Fe₃O₄稳定附着在GO片层上，当Fe₃O₄与GO的质量比为4∶6时，其输入阻抗Z_in与自由空间阻抗Z₀最为接近，复合纳米纸的阻抗匹配性能最好。Fe₃     

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。     

C/Co核壳亚微米复合物的吸波性能

采用液相合成和后续的热处理工艺制备钴包碳的C/Co核壳亚微米复合物,研究了复合物的吸波性能。结果表明:热处理使C/Co核壳亚微米复合物的结晶性增强,使形貌由C/Co-雪花片壳层的核壳结构转变为C/Co-壳层闭合的核壳结构,饱和磁化强度提高而矫顽力降低。C/Co壳层闭合的核壳亚微米复合物(50%,质量分数)-石蜡的吸波样品具有优异的吸波性能,在11 GHz处最小反射损耗为-23 d B,厚度为2.5 mm,单层厚度的吸波频带(RL-10 d B)达到3 GHz。随着吸波样品厚度的增大吸收峰向低频移动,并出现多重吸收峰。C/Co核壳亚微米复合物优异的吸波性能,可归因于较好的阻抗匹配、介电损耗和1/4波长干涉相消原理。     

核壳结构电磁波吸收材料研究进展

微波通信技术的发展和广泛应用,在方便人们生活的同时,产生的大量电磁波会对环境造成污染,从而威胁人们的身体健康。电磁波吸收材料(也称吸波材料)可以吸收多余的、泄漏的电磁波能量,在治理电磁波污染方面有着十分重要的经济价值与社会效益。此外,在军事工业领域,雷达隐身飞机、导弹、作战指挥车等军事装备也对吸波材料有着极为紧迫的需求,不仅要求吸波材料具有薄、轻、宽、强的特点,还要求其具有耐高温、抗氧化、高强度等性能。传统吸波材料(如铁氧体、羰基铁、导电炭黑)的损耗机制单一,导致其吸波频带窄、吸收能力不够强,复合化处理就成为获得优良性能吸波材料的必要手段。通常人们采取多层宏观尺度结构匹配的方式来达到宽波段吸收的目的,但通过该方法得到的吸波材料匹配厚度大,适用领域十分有限,很难同时满足吸波材料薄、轻、宽、强的要求。纳米科学技术的发展使得材料的设计与制备拓展到了原子级别,人们试图从纳米尺度上对吸收材料进行阻抗匹配设计与损耗能力改进,其中核壳结构吸波材料由于结构设计自由度大、性能优异,逐渐成为该领域的研究热点。近年来,对核壳结构吸波材料的探究主要是从材料本身的特性出发,采用不同损耗特性的材料进行包覆,并结合对材料微观结构和形貌的设计,来提高吸波材料的匹配特性和有效波频带宽度。其中,具有中空核壳结构和各向异性的材料(如二维片状、纳米花状、纳米管状)表现出更优异的吸波性能。此外,可选用陶瓷材料和耐温树脂作为壳层材料,以满足吸波材料的耐高温和抗氧化性能的要求。目前虽对核壳结构吸波材料的报道较多,但其研究体系尚未统一,吸波调控机理也仍有待深入研究。本文基于核壳结构吸波材料最新的研究进展,介绍了已报道的核壳结构吸波材料的类型,分析了核壳结构吸波材料的微观调控机制和制备方法。最后,对核壳结构吸波材料的发展进行了总结和展望。     

Fe_3O_4@锂铝硅微晶玻璃/还原氧化石墨烯复合材料的制备和吸波性能

为了改善传统磁性吸波材料的阻抗匹配和提升吸波性能,将传统的磁性材料Fe_3O_4、透波材料锂铝硅微晶玻璃(LAS)和还原氧化石墨烯(RGO)进行复合,采用三步法制备Fe_3O_4@LAS/RGO磁性吸波复合材料。通过多种测试手段对其结构、形貌和组成进行表征,并分析其电磁参数和吸波性能。研究了基体氧化石墨烯(GO)添加量对Fe_3O_4@LAS/RGO复合材料的形成和吸波性能的影响,随着GO含量的增加,Fe_3O_4@LAS纳米球的分布变得稀疏,RGO堆叠程度变大。GO的质量分数为40wt%(Fe_3O_4与LAS摩尔比为1∶0.2)时,Fe_3O_4@LAS/RGO复合材料的吸波性能最佳,反射损耗在12.4GHz处达到-65dB,且仅需要2.1mm的匹配厚度,在该厚度下小于-10dB(超过90%的电磁波被材料吸收)的反射损耗达到4GHz。LAS作为涂覆在Fe_3O_4纳米球表面的透波层,引入了多重透射-吸收机制。     

聚苯胺纳米纤维/锂锌铁氧体复合吸波材料的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备锂锌铁氧体(Li_0.435Zn_0.195Fe_2.37O₄,LZFO),界面聚合法制备纯聚苯胺(PANI)和PANI纳米纤维/LZFO复合材料。通过SEM、XRD、FTIR和矢量网络分析(PNA)等对材料的物相、结构和吸波性能进行了表征和分析。结果表明:制备出的样品分别为PANI、LZFO和不同配比的PANI纳米纤维/LZFO复合材料。在2~18 GHz范围内,PANI纳米纤维/LZFO复合材料的电磁波反射率<-10 dB的波段有2个,吸波性能较纯PANI和LZFO有了很大提高,并且拓宽了吸波频带,当PANI纳米纤维/LZFO复合材料中PANI纳米纤维的质量分数为10%,其综合吸波性能最佳,电磁波反射率<-10 dB的波段分别为2.5~5.5 GHz波段和14.5~16.5 GHz波段,最大吸收峰可达到-33.8 dB。而PANI和LZFO在电磁波反射率<-10 dB的波段只有1个。因此通过PANI纳米纤维接枝铁氧体,可调节电磁参数,提高材料的吸波性能。      

碳包覆铁/丙烯酸树脂水性纳米复合涂料的制备及电磁波吸收性能

以"壳/核"型碳包覆铁(Fe(C))纳米颗粒为填料、水性丙烯酸树脂为基体,制备了纳米复合电磁波吸收涂料.采用不同含量的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米颗粒改性,提高了纳米颗粒在基体中的分散性.选用吸收剂填充量为25%(质量分数)的涂料,测定了不同厚度涂层的电磁波吸波性能.涂层具有很好的吸波性能,当厚度为5mm时,反射损耗峰值为-17.2dB,吸收带宽为3.2GHz(7～10.2GHz).首次用实验结果证明了传输线理论对铁磁性纳米颗粒吸波性能的模拟结果.     

Co@CNT复合电磁波吸收剂的制备及其吸波性能

以石墨相氮化碳(g-C₃N₄)和六水合硝酸钴为原料制备Co@CNT复合电磁波吸收剂,调节Co元素含量以提高其电磁波吸收性能。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和透射电镜(TEM)等手段表征其微结构和物相组成,使用矢量网络分析仪测量复合物电磁参数并进行Matlab模拟得到反射损耗图。结果表明,Co@CNT-1与石蜡质量比为1：3的材料,其吸波性能最优,厚度为4.1 mm时对电磁波的吸收最强,最小反射损耗(RL_min)为-45.5 dB;厚度仅为1.5 mm的材料,有效吸收带宽(RL<-10 dB)最大为4.42 GHz。     

单壁碳纳米管-CoFe2O4双层复合材料的微波吸收特性

通过直流电弧放电法制备了高结晶性单壁碳纳米管（SWCNTs）,采用溶胶凝胶自燃法制备CoFe₂O₄,并将两种材料复合制成SWCNTs-CoFe₂O₄双层吸波材料。使用Raman光谱、XRD、SEM、TEM和矢量网络分析仪对SWCNTs和CoFe₂O₄的形貌、结构和电磁性能进行了表征,并利用传输线理论分析了SWCNTs-CoFe₂O₄双层吸波材料在2~18 GHz频带内的微波吸收性能。结果表明,相对于单一材料,SWCNTs-CoFe₂O₄双层复合材料的吸波性能得到了极大提高。当CoFe₂O₄作为匹配层、SWCNTs作为吸收层时,通过调节匹配层和吸收层的厚度,SWCNTs-CoFe₂O₄双层复合材料的最强反射损耗可以达到-61.13 dB,低于-10 dB的吸收带宽达到7 GHz （8~15 GHz）。因此,SWCNTs-CoFe₂O₄双层复合材料是一种新型的有应用前景的高吸收宽频带吸波材料。     

MoS2/CoFe/C复合材料的制备和吸波性能

先水热合成MoS₂/CoFe₂O₄纳米复合吸波材料,再通过合理的物料配比并使用无水葡萄糖作为碳源和还原剂,使MoS₂/CoFe₂O₄复合材料在氮气氛中还原为MoS₂/CoFe/C三元纳米复合材料。对这种复合材料的形貌、相结构及电磁参数进行表征、模拟分析其最佳匹配厚度和吸波性能,研究了碳源浓度对复合材料的组成和性能的影响并根据弛豫理论讨论其吸波机制。结果表明,厚度为3 mm的这种复合材料在12.4 GHz处的最低反射损耗可达-42.9 dB;厚度为4 mm时低于-10 dB的频带宽度可达7.1 GHz。     

二氧化锰改性膨胀石墨及其吸波性能研究

膨胀石墨具有优异的各向异性导电性和疏松多孔的蠕虫状结构特征，是极具潜力的新型吸波剂材料。基于此，选取膨胀石墨为基体材料，采用水热法制备了一系列MnO₂改性膨胀石墨吸波剂，并对其微观结构和吸波性能进行研究。结果表明，MnO₂层改善了膨胀石墨的阻抗匹配，有助于介电损耗和磁损耗能力的提升。其中，150℃水热温度下制备的改性膨胀石墨具有最佳的吸波性能，其在厚度为1.14 mm时，最低反射损耗值为-50.01 dB;调整其厚度至1.86 mm时，最大有效吸收带宽可达5.12 GHz。     

静电纺制备Fe3O4/PEK-C纳米复合膜及其吸波性能

静电纺丝技术是一种新颖、高效且简单的制备连续纳米纤维的方法,纳米复合纤维膜的优异特点赋予了纳米吸波剂新的吸波通道。本文采用静电纺丝工艺制备Fe3O4/PEK-C纳米复合纤维膜,利用SEM和TGA表征纳米复合纤维膜的微观形貌和热稳定性,用矢量网络分析仪测试样品在8.2~12.4 GHz的电磁参数与吸波性能。结果表明,Fe3O4/PEK-C纳米复合纤维膜呈现出超细纤维彼此交织构成的立体网络结构,其热稳定性、复介电常数和复磁导率均随着Fe3O4含量的增加而增加,介电损耗和磁损耗得到加强。当纳米复合纤维膜的厚度为1.8 mm时,其反射损耗在整个测试波段均处于-5 dB以下,-10 dB以下有效吸收频宽为2 GHz,频率在8.6 GHz处吸收强度达到最大值-15.4 dB。预期可作为隐身复合材料的吸波功能层。     

电磁屏蔽机理及涂敷/结构型吸波复合材料研究进展

电子产品和通讯技术快速发展造成的电磁污染日益严重,既危害人体健康和仪器仪表精度,又会造成信息泄露、失去安全保障等.因此,电磁屏蔽技术为直接有效的防控措施之一,通过衰减甚至完全消除电磁波来阻止电磁波的传递.电磁屏蔽机理包括电磁波反射和电磁波吸收两个方面,科学地设计制备出高性能的吸波复合材料已成为研究的热点问题之一.研究结果表明,电磁波衰减不仅需要吸波材料自身较好的电磁损耗性能,更需电磁波能够基于自由空间与基体材料间具有阻抗匹配特性,有效进入吸波材料内部,使电磁波能被吸波剂高效吸收.通常,按照制备工艺划分,吸波复合材料可分为涂敷型和结构型吸波复合材料两大类.前者是将吸波剂与涂料、粘合剂等充分混合后涂敷于元件表面作为吸波涂层,而后者则是以吸波剂作为功能载体,具有优良物理化学特性的材料作为基体,并与功能载体产生协同或增强作用的新型吸波复合材料.本文通过对电磁屏蔽理论及吸波材料的本征特性进行系统的总结归纳,并基于相关理论基础对涂敷/结构型吸波复合材料进行简要综述,对比不同类型吸波材料的吸波性能,探讨涂敷/结构型吸波复合材料未来发展的制约因素及今后发展前景,为开发新型吸波复合材料提供理论支撑和研究思路.     

石墨烯与铁氧体BaFe12O19复合物的制备及其吸波性能的研究

该文使用高锰酸钾浓硫酸制备氧化石墨,并通过共碱还原 - 沉淀的方法制备石墨烯(rGO)与 Ba Fe₁₂O₁₉络合物,脱水后形成 r GO/Ba Fe₁₂O₁₉复合吸波材料。结果表明,r GO 片层上稳定嫁接了纳米铁氧体 Ba Fe₁₂O₁₉,利用铁氧体 Ba Fe₁₂O₁₉磁损耗和 r GO 介电损耗之间的协同作用,rGO/BaFe₁₂O₁₉纳米复合材料表现出了高效的吸波性能。电磁参数测试表明,当 r GO 含量为16.7% 时,在3 mm 厚度下,其损耗值能达到 -43.3 dB,在3.6 GHz～17.2 GHz的波段内,样品的损耗值几乎全部低于 -10.0 dB。通过添加不同剂量的 rGO 与铁氧体 Ba Fe₁₂O₁₉来探究,找到 r GO 与 BaFe₁₂O₁₉最佳的添加...     

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