石墨烯-铁镍合金-聚乳酸复合材料的制备及其吸波性能

发展轻量化、宽频带的微波吸收材料来应对严重的电磁污染是一个巨大的挑战。本文通过熔融沉积成形(FDM)工艺制备出石墨烯(GR)-铁镍合金(FeNi50)-聚乳酸(PLA)复合材料，采用XRD、Raman、SEM和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁性能进行表征分析，并讨论了GR-FeNi50质量比对复合材料吸波性能的影响。结果表明，与未添加GR的复合材料相比，复合材料内部形成了触发极化损耗的异质界面，并产生了丰富的褶皱和孔隙，从而增强了微波的多次反射和散射；随着GR-FeNi50质量比的增加，吸波性能先增强、后减弱，当GR-FeNi50质量比为4∶20时，吸波性能最佳，最小反射损耗达到-40.5 dB，有效吸收带宽为4.7 GHz(13.28～18 GHz)。其优异的吸波性能归因于良好的阻抗匹配和界面极化损耗、偶极极化损耗、电导损耗、磁损耗之间的协同作用。此外，与湿化学法制备的吸波材料相比，GRFeNi50-PLA复合材料在环保、易加工和规模化生产方面具有优势。