碳壳型核壳结构微波吸收剂的研究进展

随着电子信息技术的发展，微波的应用领域越来越广泛，同时造成的电磁辐射污染也成为全球关注的问题。高效的微波吸收材料已成为解决电磁辐射污染的有效途径之一。以碳材料为壳的核壳结构微波吸收剂不仅可以优化阻抗匹配特性，而且可以调控微波吸收性能，已成为微波吸收材料的研究热点。介绍了核壳结构微波吸收剂的吸波机理，综述了不同结构组成的碳壳型核壳结构微波吸收剂的制备及微波吸收性能，阐述了其结构组成对提高其微波吸收性能的原因，分析了各种碳壳型核壳结构微波吸收剂的优缺点，进一步对核壳结构微波吸收剂的发展趋势进行了展望。     

核/壳型碳包覆金属纳米胶囊的微波吸收性能

具有核/壳结构的碳包覆金属纳米胶囊由于可调节的成分与结构特征,可以实现微波频段内相互协调的磁损耗和介电损耗特性,从而获得优异的微波吸收性能,近年来受到研究者的广泛关注。碳外壳的包覆不仅改善了纳米材料的物理和化学性质,由此引入的核/壳异质界面还在微观结构上赋予纳米胶囊新的微波吸收机制,建立了合适的电磁匹配。首先介绍了通过直流电弧放电制备碳包覆金属纳米胶囊的方法,简要分析了该方法中纳米胶囊的形成机制。介绍了一些关于碳包覆纳米胶囊的结构设计及其在微波吸收材料方面的应用探索,包括不同核壳尺寸结构的设计、引入异质原子等不同方法对纳米胶囊在微波频段内的介电损耗和磁损耗能力的调控。     

核壳型复合吸波材料研究进展

核壳型结构能提高微波吸收剂阻抗匹配特性、分散性等,已成为高性能吸收剂研究热点之一。本文介绍了以铁氧体、有机高分子导电聚合物、金属微粉、无机非金属氧化物或碳材料为壳的核壳型复合吸收剂的种类、制备方法、特点及最新研究现状,并对核壳型复合吸收剂发展趋势进行了展望。     

Fe3O4/Ni复合纳米颗粒的制备及其微波吸收特性

采用电爆炸技术,合成了粒径约为70nm 的Ni纳米颗粒,以3-巯基丙基三甲氧基硅烷偶联剂(MPTS)对Ni颗粒进行表面改性,利用共沉淀法对改性Ni颗粒进行包覆得到核-壳结构的复合纳米颗粒。将获得的复合纳米颗粒作为微波吸收剂, 并以不同比例分散到热固性酚醛树脂中,涂刷在200mm×200mm的金属板上,用RAM反射率远场RCS测量法研究了微波吸收特性。研究表明,核-壳结构Fe₃O₄/Ni复合颗粒作为微波吸收剂,在相同质量比条件下,其微波吸收性能明显优于纯Ni纳米颗粒或Fe₃O₄纳米颗粒的情况,并且在Fe₃O₄/Ni核-壳结构复合纳米颗粒中随着镍含量的提高,微波吸收增强,而随着Fe₃O₄含量的增加,微波吸收频段向高频段移动。     

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。     

消息报道

正合肥物质科学院铜纳米颗粒/石墨烯核壳结构材料催化研究获进展近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员李越课题组和北京理工大学教授曲良体课题组合作,在核壳结构的纳米材料研究方面取得新进展,研制出构筑尺寸均一的石墨烯包覆铜纳米颗粒核壳结构的复合材料,其催化效率大幅提高,是金纳米颗粒的14倍。相比于单组分材料,由于核与壳的相互耦合,核壳结构的纳米材料(如以金属颗粒为核,无机或有机材料为壳)的部分性能会大幅度提高。以贵金属(铂、金、银等)纳米颗粒为核的核壳材料,被广泛应用于光学、电化学及催化等领域。然而,     

Ag/Cu离子先后注入形成合金和核壳结构纳米颗粒

具有核壳结构的纳米颗粒由于它独特的性质已经成为目前材料科学研究的热点.本文介绍用离子注入并退火的方法制备核壳结构的纳米颗粒.Ag/Cu离子以13的剂量比先后注入到非晶SiO2中形成了Ag-Cu合金纳米颗粒.当样品在还原气氛中600℃退火后,光学吸收谱在400nm附近出现了一个新峰,透射电子显微镜(TEM)观察发现纳米颗粒中心出现亮的衬度,相应的选区电子衍射(SAED)出现了两套斑点,因而形成了Ag-Cu合金核Cu壳纳米颗粒.用Mie理论模拟了核壳结构光学吸收谱,其结果与实验符合较好.     

核壳结构纳米复合材料的研究进展

核壳结构纳米复合材料可同时具备核层和壳层材料的性能,能表现出优异于单组份材料的光、电、磁和催化等理化性质。综述了核壳纳米结构材料的制备方法,主要包括溶胶-凝胶法、水热法、自组装法、超声化学法等,介绍了核壳纳米结构材料的性能特点,重点阐述了它们在光子晶体、生物医学、催化等领域的应用,最后展望了核壳结构纳米复合材料未来的发展方向。     

核壳结构LaOCl/LaFeO3纳米纤维的阻抗匹配设计及其电磁吸波性能研究(英文)

电磁波在无线通信等领域的广泛应用导致了严重的电磁污染,迫切需要研发高性能电磁波吸收材料.本文针对吸波材料阻抗不匹配等关键问题,设计并成功制备了新型核壳LaOCl/LaFeO₃纳米纤维电磁波吸收剂.这种独特的一维多级结构由导电LaFeO₃磁性壳层和离子化合物LaOCl核层组成.基于介电-磁损耗耦合和阻抗匹配的协同作用,LaOCl/LaFeO₃纳米纤维在超低负载条件下(4 w t%),表现出-40.1 d B (2.0 mm)的反射损耗和6.4 GHz (2.4 mm)的有效吸收带宽.该工作提出了一种新型LaOCl/LaFeO₃纳米纤维吸波材料,并为阻抗匹配调控和电磁吸波性能优化开辟了新策略.     

Synthesis and electrochemical property of LiFePO4 with core-shell structures

制备热解炭/磷酸亚铁锂和纳米炭纤维/磷酸亚铁锂核壳结构材料, 研究了电化学性能. 结果表明, 热解炭和纳米炭纤维包覆层能有效地降低磷酸亚铁锂材料的电阻率, 大大提高材料的充放电容量和循环稳定性. 与热解炭相比, 纳米炭纤维具有一维结构和优异的力学性能, 更适于作为磷酸亚铁锂电极材料的高效导电剂.     

Review of recent achievements in self-healing conductive materials and their applications

Self-healing materials have attracted increasing attention because of their wide range of applications. It can be expected to offer obvious advantages in conductive materials with self-healing properties, which are regarded as promising candidates for the fabrication of self-healing electronics, energy storage devices, sensors, anticorrosive coating and conductive adhesives. In this review, we focused on recent efforts to develop self-healing conductive composites including their preparation methods, properties and applications. The self-healing conductive materials were presented based on different conductive mediums, such as metal, carbon, conductive polymer, ionic liquids. In addition, their novel applications of the self-healing conductive materials in conductive coatings, energy storage devices and sensors are highlighted. Finally, the future challenges of conductive materials with self-healing properties are proposed.     

导电混凝土的导电性能及影响因素研究进展

导电混凝土是具有导电、电热、电磁屏蔽等诸多特性或功能的复合材料,在道路融雪化冰、电气设备接地、结构健康监测以及电磁屏蔽等领域具有广阔的应用前景。导电混凝土应具有适宜的导电性能和电阻率稳定性,但是导电材料类型、形态和掺量以及导电混凝土含水率和环境温湿度等诸多因素都可能导致导电性能和电阻率稳定性降低,从而制约导电混凝土的工程应用。分类对比了常见导电材料的性能差异以及用不同导电材料制备的导电混凝土的导电性能差异,在此基础上,探讨了导电混凝土的导电性能和制备方法的研究现状,较为系统地分析了导电材料类型和掺量等因素对导电性能的影响,并提出了改善导电性能和电阻率稳定性的建议。     

液相剥离法制备石墨烯导电油墨的研究进展

目的 综述液相剥离法制备石墨烯导电油墨的研究现状，为促进石墨烯导电油墨在印刷电子领域的应用提供参考。方法 针对各种形式液相剥离制备石墨烯导电油墨的方法，分别从所使用溶剂的物理化学性能、制备流程、制得石墨烯导电油墨的性能等方面进行归纳和对比。结果 目前，液相剥离法制备石墨烯导电油墨的研究主要集中在提升石墨烯的分散性和油墨的导电性能等方面，未来需关注液相剥离过程中溶剂和助剂的选择，沿着低成本、绿色化、产业化等方向发展。     

高强度聚苯胺-聚丙烯酸/聚丙烯酰胺导电水凝胶的制备与性能

将导电聚合物引入到水凝胶网络中的导电高分子基导电水凝胶,因结合了水凝胶的三维网络结构、良好的生物相容性、优异的力学性能等和导电高分子良好电学性能等优点而被广泛研究,特别是以聚苯胺(PANI)为导电高分子的导电水凝胶.但PANI不溶于水,因此很难制备PANI基导电水凝胶.本文以制备高强度PANI基导电水凝胶为目的,尝试将...     

铝及其合金化学导电氧化生产工艺介绍(Ⅲ)

2化学导电氧化膜的老化后处理 铝件铬酸盐转化膜的主要成分是三价铬与六价铬组成的化合物及铝的铬酸盐,膜层中三价铬与六价铬组成含水的复合物.三价铬的复合物是膜的不溶部分,可使膜具有一定硬度,同时也影响膜的耐蚀性.膜形成之初与尚未干燥时呈无定形状态和凝胶状,其硬度甚低,并具有吸附能力;干燥后,膜层变硬且难以润湿.同时,对铝来说,膜层经过50 ℃处理后,膜层中可溶解的部分六价铬化合物转化为难溶的铬酸化合物,使膜层坚固.随着温度升高,膜层会出现少量裂纹,对抗蚀性和电导性均不利.铝的铬酸盐转化膜在60℃以上处理时,膜层硬化会出现裂纹,导致抗蚀性能下降.因此,浸热水或烘干时温度都不宜超过50℃.     

铝及其合金化学导电氧化生产工艺介绍(Ⅰ)

铝件进行化学导电氧化后具有一定的防腐蚀性和导电性,在电子设备上,铝材零部件化学导电氧化后可以防止电磁信号的干扰.为此,详细介绍了铝件化学导电氧化的工艺流程、工艺配方、氧化液的成分及其作用、导电氧化膜的生成机理、导电氧化液的配制、操作条件对导电氧化膜的影响、导电氧化液的维护和分析、导电氧化的前后处理、导电氧化时常见的故障及其排除方法,分析和讨论了氧化膜的导电性能、耐蚀性能和涂装后的性能.     

金属纤维／聚合物导电复合材料的性能研究

以铜纤维和不锈钢纤维为导电填料，分别填充了ＡＢＳ、ＨＩＰＳ和ＰＰＳ对脂基体，制得导电复合材料。研究了金属纤维含量及工艺条件对复合材料的导电性能和力学性能的影响。结果表明，选择合适的工艺条件以保证金属纤维有较大的长径比并在树脂中有良好的分散状态，是制造性能优良的导电复合材料的关键。     

纳米银导电油墨的制备研究与包装应用概论

纳米导电油墨具有独特的物理及化学性质,而导电填料则决定导电油墨的性能。概述了纳米导电油墨的组成、分类及特点,主要论述了纳米银的特性,相较于其他填料,纳米银具备良好的导电性、导热性、纳米光学性、高比表面积等特性,因而纳米银作为导电填料成为了制备导电油墨的首选;进一步阐述了纳米银的制备方法及纳米银导电油墨的配方设计及制备工艺,通过不同的研究分析了纳米银导电油墨性能的影响因素,以及纳米银导电油墨在不同包装应用的发展趋势,并对其应用研究提出了建议。     

低压缩永久变形导电炭黑/硅橡胶复合材料的制备与性能

为获得一种低压缩、永久变形及高回弹的导电屏蔽硅橡胶密封材料,以经偶联剂表面处理的炭黑作补强剂及导电填料,乙烯基硅橡胶生胶作基料,制备出一种导电炭黑/硅橡胶复合材料。研究了不同炭黑含量的导电炭黑/硅橡胶复合材料的力学性能、弹性、分散性以及电性能,采用SEM观察了炭黑在硅橡胶基体中的分布形貌,分析了导电炭黑/硅橡胶复合材料的导电机制及屏蔽机制。结果表明:随着炭黑含量的增加,导电炭黑/硅橡胶复合材料的Shore A硬度由31增至70;拉伸强度先由3.31 MPa增至5.28 MPa,而后趋于稳定;拉断伸长率先由198%增至297%,然后再减小至210%;恒定压缩永久变形量先减小后增大,瞬间回弹率逐渐减小;由于"炭黑簇"的形成及导电通路的完善,导电炭黑/硅橡胶复合材料的导电性能及屏蔽效能增强。     

电磁屏蔽导电塑料的研究进展

论述了电磁屏蔽导电塑料的种类及其特性，重点介绍复合型导电塑料中导电填料的填充特性，并讨论了制备导电塑料的几种常用方法。