钴-铁沉积碳化硅颗粒及其吸波性能

目的提高碳化硅微粒的微波吸收性能。方法利用改进的化学镀法,以硫酸钴和硫酸亚铁为主盐,次亚磷酸钠为还原剂,施镀温度为50℃,使用机械搅拌和超声分散相结合的方法,在预处理后的微米碳化硅颗粒表面沉积钴铁合金。通过X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)分别对化学镀前后材料的结晶状态、组成成分和形貌特征进行了表征;利用矢量网络分析仪对化学镀前后材料在2~18 GHz频率范围内的电磁性能进行了测试,并通过计算得到了材料微波反射率损耗。结果钴铁合金呈微球状均匀沉积在碳化硅表面,有效地改善了碳化硅材料的电磁性能和微波吸收性能。碳化硅的介电常数虚部存在界面极化和缺陷极化两个弛豫峰(9.1、13.8 GHz),而沉积钴铁合金后,碳化硅材料Co-Fe/SiC增加了两个弛豫峰:介电弛豫峰(11.7 GHz)和磁弛豫峰(12.6 GHz)。正是由于Co-Fe合金对微波信号的介电弛豫和磁弛豫,有效提升了材料的吸波性能。当吸波层厚度为2.4 mm时,反射率在10 dB以上的吸收带宽达到3.8 GHz,20 dB带宽可以达到1.5 GHz。当吸波层厚度为2.3 mm时,频率为12.7 GHz时达到最大吸收峰值–43 dB。结论在碳化硅材料表面沉积钴铁合金是一种有效改进材料微波吸收性能的方法,且该材料是一种高效、宽频的微波吸收材料。     

碳化钛负载玻璃纤维材料制备与电磁屏蔽性能研究

采用多巴胺对玻璃纤维织物改性处理和原位生成Ti3C2Tx MXene,通过真空抽滤法制备了碳化钛负载玻璃纤维复合材料,研究了碳化钛负载量对电磁屏蔽的影响。结果显示：成功地将Ti3C2Tx纳米片附着在玻璃纤维表面,改善了玻璃纤维的导电网络;刻蚀之后Ti3C2Tx的002衍射峰的位置从9.5 °移动到6.1 °,Ti3AlC2的104衍射峰峰消失不见,表明Ti3C2Tx刻蚀成功;由于碳化钛高导电性和表面的大量电子,电磁波和其发生欧姆损耗,从而降低电磁波能量,达到电磁屏蔽效果。在2~18 GHz频率范围内,碳化钛负载量为2.55 mg/cm2的电磁屏蔽性能达到55.1 dB,其表面电阻为0.95 ?/sq;平均电磁屏蔽表明样品中吸收损耗占主要作用。     

CoNi/g-C3N4/GQDs纳米胶囊的宽频电磁波吸收调制

通过两步法制备了CoNi/g-C₃N₄/GQDs三元复合纳米胶囊,利用XRD、SEM、FT-IR对其物相组成和微观形貌进行了详细表征,并对材料在1~18 GHz的微波电磁参数和吸波性能进行了测试和分析。结果表明,类海胆状的CoNi颗粒可以保证其复磁导率在较高水平,同时g-C₃N₄和GQDs在CoNi核心表面的复合可以通过界面偶极和本征偶极的互补性调控,调制微波介电特性和损耗。在L-Ku频段范围内,CoNi/g-C₃N₄/GQDs三元纳米胶囊通过介电调制的方式,极大地改善了电磁阻抗,获得了宽频吸收效果和吸波性能增强,在f=12.94 GHz和d=2.4 mm时,复合材料的反射损耗(RL)最小值达到-33.45 dB,当材料厚度为2.6 mm时,有效吸收频宽(RL<-10 dB)达到3.5 GHz。     

Co含量对MOFs衍生的片状Co/C复合材料吸波性能的影响

金属有机骨架(MOFs)衍生的磁性金属/碳复合材料在轻质吸波材料领域展现出巨大的潜力。以二维片状结构Co/Zn双金属MOFs为前驱体通过高温热解合成片状Co/C复合材料,系统研究了前驱体中Co/Zn摩尔比对复合材料形貌结构、石墨化程度、磁性能和吸波性能的影响。结果表明：金属Co纳米微粒在碳骨架中均匀分布,随着Co含量的减少,复合材料中碳组分的石墨化程度逐渐降低,铁磁特性逐渐减弱;片状Co/C复合材料的吸波性能随着Co含量的降低先增强后减弱,填充比例为30 wt%、Co/Zn摩尔比为4:1时片状Co/C复合材料具有最佳吸波性能,厚度为2.11 mm时在10.8 GHz处最小反射率为-23.09 dB,最大有效带宽(反射率小于-10 dB)在厚度为1.62 mm时达到4.96 GHz。复合材料良好的吸波性能是由于均匀分布的磁性Co纳米粒子和碳骨架的协同作用,在增强电磁波导电损耗和界面极化损耗的同时,改善了阻抗匹配性能。     

玻璃包覆FeSiBNbCu非晶丝的微波吸收性能(英文)

制备以石蜡为基体并具有玻璃包覆Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1非晶丝不同填充比的同轴介电样品,在相对较高的微波吸收频段(2~18 GHz)下研究短丝填充比(质量分数3%~9%)和样品厚度(1~7 mm)对同轴介电样品的微波吸收性能的影响规律。采用X射线衍射谱(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微分析(SEM)和矢量网格分析仪(SNA)表征材料的微结构并评价其吸波性能。结果表明,不同填充比的同轴介电样品的复磁导率和复介电常数存在重要的频率范围(6~18 GHz)。模拟结果显示,具有3 mm厚度和7%填充比的样品具有较好的微波吸收性能,其反射率在14 GHz时达到峰值-34 dB。这对于开发具有更宽微波吸收范围应用的微丝介电材料是十分有益的。     

石墨烯/SnO2纳米纤维复合材料的制备及吸波性能的研究

采用静电纺丝、超声混合和热处理等方法制备石墨烯/SnO_2纳米纤维复合材料,然后使用X射线衍射(XRD)、电子显微镜(SEM/TEM)和矢量网络分析仪(VNA)等设备对其微观结构和吸波性能进行表征。结果表明:当厚度为3.0mm时,石墨烯/SnO_2纳米复合纤维材料在11.7GHz频率下的反射损耗(RL)可以达到极值-48.1dB,且低于-10dB的频宽可以达到6.1GHz。由于RL值低于-10dB,表示超过90%的入射电磁波可以被吸收,故石墨烯/SnO_2纳米纤维复合材料具有较好的吸波性能。     

FeBP@SiO2核壳结构纳米复合材料的可控制备及其吸波性能

提出一种简便易行的方法制备核壳型FeBP@SiO₂纳米粒子,该方法利用化学还原和溶胶凝胶相结合,实现复合粒子的核壳结构可控。通过改变SiO₂壳厚度,研究了壳层厚度对吸波性能的影响,并对微波吸收机制进行分析和解释。结果表明,随着SiO₂壳层厚度的增加,粒子微波吸收能力先增大后减小。当SiO₂壳层厚度为38 nm时,FeBP@SiO₂样品具有最强的微波吸收性能,在吸收涂层厚度为2.19 mm下反射损耗获得较好的吸收性能(-52.66 dB),这种增强的微波吸收性能主要来自新增磁-介电界面,从而提高了材料的阻抗匹配以及介电损耗的能力,通过设计复合粒子的核壳结构,可以实现复合吸波剂的性能调控,因此本研究为设计下一代新型复合微波吸收材料提供了重要参考。     

不同形貌羰基铁的复合对电磁特性及吸波性能的影响

目的增强羰基铁的低频吸波性能,掌握吸收峰频率的调控方法。方法将球形羰基铁与片状羰基铁混合,制作复合材料。通过扫描电子显微镜对两种羰基铁的微观形貌进行分析。通过矢量网络分析仪测量5种质量配比下(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3)羰基铁复合材料的复介电常数和复磁导率,分析不同形貌羰基铁的复合对电磁特性的影响。同时分析不同配比羰基铁复合材料的吸波性能。结果随着球形羰基铁加入比例的提高,复合材料的复介电常数实部和虚部均逐步下降。羰基铁复合材料的复磁导率实部整体变化不大,虚部呈下降趋势。当片状羰基铁和球形羰基铁质量比为1∶2时,在3.08 GHz处最大吸波性能为20.2 dB,有效吸波带宽(反射率损耗不大于8 dB)为2.43 GHz。结论球形羰基铁的加入可以有效调控复合材料的吸收峰在低频范围内定向移动,增强1~4 GHz范围内的低频吸波强度,扩宽有效吸波带宽。球形羰基铁的加入,降低了片状羰基铁的介电常数,复合材料的电磁阻抗匹配条件得到优化,电磁损耗耦合效应增强,从而提升了该复合材料的吸波性能。     

热氧化对有热解碳界面层的SiC_f/SiC复合材料吸波和力学性能的影响（英文）

采用化学气相渗透法制备含热解碳界面层的SiCf/SiC复合材料,研究热氧化对复合材料在8.2~12.4 GHz波段的介电和吸波性能影响。复介电常数的实部和虚部在氧化后都降低。当氧化100 h后,反射损耗超过-10 d B的波段范围为9.7~11.9 GHz,且反射损耗最小值在11.0 GHz时达到-11.4 dB。复合材料的弯曲强度在氧化后降低,但断裂韧性明显提高。结果表明:含热解碳界面层的SiCf/SiC复合材料氧化后具有很好的吸波性能和断裂韧性。     

Zn~(2+)含量对纳米Ni_(1-x)Zn_xFe_2O_4粉末在X波段吸波特性的影响

利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧反应制备了Ni1-xZnxFe2O4(x=0.5,0.65和0.8)铁氧体纳米粉末,将粉末分别在550、800和1050℃下退火2 h,研究了各退火样品的晶体结构及自燃烧样品在X波段(8.2～12.5 GHz)的电磁性质。XRD分析表明,随Zn2+含量的提高,在自燃烧及550℃退火后,除尖晶石主相外,还有微量的ZnO、Fe3O4杂相;经800℃及其以上较高的温度退火后,所得样品呈完好的尖晶石相。VSM及微波矢量网络测量表明,Zn2+含量影响材料的比饱和磁化强度和矫顽力以及吸波性能、复介电常数和复磁导率;适当的Zn2+含量可提高纳米晶材料的自然共振频率,展宽其吸收频带,提高其复磁导率和磁损耗性能,改善其吸波性能。当x=0.65时,纳米Ni0.35Zn0.65Fe2O4粉末的吸波性能最好。当涂层厚度d=1mm时,其在测试频段内有四个吸收峰,在频率f=11.2315 GHz处,最大吸收值为15.879 dB;在9.0～11.7 GHz,吸收值达8 dB以上,μ'值达1.0以上,μ"值基本在0.7以上;其中吸收值超过11 dB和μ"值超过1.0的带宽达1.2 GHz。     

Co3O4/Biomass-rGO异质结构纳米片的微波吸收性能

目的调节Co3O4纳米粒子的电磁匹配,以实现最佳的电磁波吸收性能,同时实现对轻质、强吸收、宽频带、小厚度电磁波吸收材料的追求。方法通过玉米秸秆制备生物质-rGO,采用水热法将生物质-rGO引入到Co3O4纳米粒子中制备具有异质结构的Co3O4/biomass-rGO纳米片。通过X射线衍射分析仪、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜测试,分别对Co3O4/biomass-rGO异质结构纳米片的组成、形貌以及结构进行表征,同时通过矢量网络分析仪测试分析生物质-rGO的引入对Co3O4/biomass-rGO异质结构纳米片吸波性能的影响。结果生物质-rGO的引入明显提高了Co3O4/biomass-rGO异质结构纳米片在2~18 GHz频率范围的电磁波吸收性能,不仅降低了有效吸收体厚度,同时还拓展了有效吸收频带宽度。在厚度为1.5 mm、频率为15.8 GHz时,达到–36.1 dB的最大反射损耗值。有效吸收频带宽度为15 GHz,在S、C、X、Ku波段均存在有效吸收,实现了在1.0~5.5 mm宽厚度范围内的全部有效吸收。结论通过引入生物质-rGO可以有效改善Co3O4的电磁匹配和介电损耗。     

电镀Ni-P-Ti3C2Tx合金镀层的制备以及性能研究

目的提高Ni-P合金镀层的硬度及腐蚀防护性能。方法块体Ti3AlC2颗粒经过氢氟酸的刻蚀作用得到二维层状结构的Ti_3C_2T_x材料,并通过电沉积技术将其掺杂到Ni-P合金镀层中,从而制备出Ni-P-Ti_3C_2T_x复合合金镀层,研究复合合金镀层的成分、表面形貌、表面接触角和硬度,并结合动电位极化曲线以及尼奎斯特阻抗图,分析Ti_3C_2T_x颗粒掺杂对Ni-P合金镀层性能的影响。结果通过深入研究复合合金镀层的性能,发现随着Ti_3C_2T_x颗粒掺杂量的增加,Ni-P-Ti_3C_2T_x合金镀层的表面粗糙程度不断增加,这可能是由于导电的Ti_3C_2T_x颗粒使得合金镀层的树枝状结晶增加,而且合金镀层的表面接触角增大,对于提高合金镀层的腐蚀防护性能有很大的促进作用。由于Ti_3C_2T_x颗粒的掺杂,合金镀层的显微硬度得到了提高,这主要是依靠于弥散增韧的作用以及有限的晶界。Ni-P-Ti_3C_2T_x合金镀层的腐蚀防护性能随着Ti_3C_2T_x颗粒掺杂量的增加,出现了先增加后减小的趋势。结论 Ti_3C_2T_x颗粒的掺杂对提高Ni-P合金镀层的硬度以及腐蚀防护性能有一定的作用。     

花状Fe_3O_4亚微球的制备和吸波性能

采用溶剂热法制得具有花状结构的Fe3O4亚微米球,该微球直径约4μm,是由Fe3O4纳米片组装而成的。采用X线衍射仪（XRD）、振动样品磁强计（VSM）和扫描电子显微镜（SEM）对产物结构、磁性和形貌进行表征。将样品与石蜡按质量比1：1制成同轴样品,测试其2～18GHz下的电磁参数并进行分析计算。研究发现,由于偶极子极化、自然共振和涡流损耗,具有花状结构的Fe3O4亚微米球在高频范围内显示出了较为良好的宽频吸收特性。     

轻质CB/RGO复合涂层的制备及其吸波性能研究

目的制备吸波性能优异的碳基复合吸波涂层。方法采用液相法在导电炭黑(CB)体系中原位生长还原氧化石墨烯(RGO)材料,合成了CB/RGO复合吸收剂,并以环氧树脂为基体制备了CB/RGO复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的CB/RGO复合吸收剂进行微观结构表征,研究了吸收剂填充量和厚度对涂层电磁性能的影响规律。结果微观结构分析表明,CB以一种类似“葡萄状”的结构形态附着在石墨烯片层之间,在其表面实现包覆性生长,分散均匀且具有较好的附着力;制备的CB/RGO复合涂层质地均匀,密度仅为1.1 g/cm^3,兼具轻质柔性的特征。微波反射率测试结果显示,在高填充量3.0%和3.7%下,涂层均未表现出明显的强电磁吸收能力,而在低填充量1.6%和2.3%下,涂层表现出十分优异的微波吸收性能。结论当填充量为2.3%、厚度为1.9 mm时,涂层表现出最佳的吸波性能,最大吸波强度为−17.1 dB,有效吸波频宽达到6.63 GHz,覆盖整个测量频段的66.3%,显示出良好的宽频吸波性能。另外,当厚度为2.5 mm时,填充量为2.3%的涂层实现了雷达波在X波段的微波全吸收。     

Preparation and microwave absorption properties of Ni(Co/Zn/Cu)Fe_2O_4/SiC@SiO_2 composites

Ni(Co/Zn/Cu)Fe_2O_4/SiC@SiO_2, a microwave absorber, was prepared by the sol-gel method. The phase structure and the morphology of the microwave absorbers were characterized by X-Ray Diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM), respectively. Laser sizer(LS) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) analysis show the core-shell structure of SiC@SiO_2. Coaxial method was used to measure the microwave absorption properties of the prepared composites in the frequency range of 2-18 GHz. When 70 wt% SiC is wrapped by 30 wt% SiO_2,and 50 wt% NiFe_2O_4 is added into 50 wt% SiC@SiO_2, the as-prepared powders are found to have advanced microwave absorption properties with a minimum reflection loss(RL) of -32.26 dB at about 6.08 GHz, and the available bandwidth is approximately 2.1 GHz when the RL is below -10 dB.     

高性能铁电吸波材料

铁电材料由于具有高极化以及良好的化学、热稳定性等性质,在微波吸收领域得到了广泛关注。过去二十年,开展了大量关于铁电吸波材料的研究。系统地综述了铁电材料微波吸收的损耗机制与几类典型铁电材料的微波吸收性能。在损耗机制方面,详细论述了铁电材料的电损耗机制,包括介电损耗、电导损耗及界面损耗机制,同时对于多铁材料与铁电-磁杂化复合材料,分析了磁损耗机制以及磁-介电损耗协同机制,并对各类损耗的形成原因及作用机理进行了总结。在微波吸收性能方面,重点阐述了近些年BiFeO3基与BaTiO3基等铁电材料的微波吸收表现,包括单相材料、掺杂材料及复合材料,并对其在室温及高温下的微波吸收性能进行了比较,同时基于材料的结构、微结构与微波吸收强度及有效吸收带宽等参数的演变联系,对其微波响应机制进行了归纳。最后详细分析了影响铁电微波吸收材料发展所面临的关键问题,并对其未来的研究方向进行了展望。     

Synthesis and microwave absorbing properties of La-doped Sr-hexaferrite nanopowders via sol-gel auto-combustion method

La-doped Sr-hexaferrite(Sr_(1-x)La_xFe_(12)O_(19))(x=0.05,0.10,0.15,0.20) nanopowders with particle size ranging from 80 to 110 nm were successfully synthesized by sol-gel auto-combustion. The phase formation temperature increases, while the particle size decreases as the Ladoping content goes up. The partial substitution of Sr~(2+) by La~(3+) results in the suppression effects on the growth-up of the crystallites and the enhancement of the electron hopping between Fe~(3+) with different valences, which leads to the improvement in the dielectric loss and magnetic loss.Therefore, both the microwave absorbing abilities and absorbing frequency ranges are tuned by La-doping. The synthesized Sr-hexaferrite nanopowders with doping element content of 0.10 demonstrate the fine broad microwave absorbing properties.     

Fe—B／Fe3O4纳米复合粒子的吸波性能研究

采用NaBH4溶液还原FeCl3的方法制备Fe-B颗粒,并在Ar／O2气氛下干燥,使其表面不完全氧化,得到了Fe—B／Fe3O4纳米复合粒子。该粒子具有清晰的核壳结构,内核Fe-B尺寸约为20－50nm,外壳Fe3O4厚度约为3nm。将样品与石蜡按质量比1：1制成同轴样品,测试其2～18GHz下的电磁参数并进行分析计算,研究发现,由于偶极子极化、自然共振和涡流损耗,该纳米复合粒子粉末具有优良的吸波性能,其反射损耗RL在频率为12．0GHz的时候达到最小值－31dB,RL值低于－20dB（即吸收率高于99％）的频率范围为10．1～14．2GHz。