磁性/碳核壳复合结构的高温热分解制备及微波吸收性能研究

摘要

近年来,为了满足对微波吸收剂提出的薄、宽、轻、强的要求,低密度、强衰减的碳基复合材料引起了人们的广泛关注.本文采用简易的高温热解有机物法合成了一系列核壳结构的磁性/碳复合型电磁波吸收剂.主要研究内容及结果如下: (1)论文首先采用简易的溶剂热法合成了Ni基前驱体,在惰性气氛中煅烧后得到了Ni@C纳米棒复合物.复合物的形貌及电磁参数可通过煅烧温度进行调节.当煅烧温度为500℃时,Ni@C复合物展现出最为完整的一维纳米棒形貌及最优的电磁波吸收性能.当频率为10.8GHz,匹配厚度为2.3mm时,其最低反射损耗为-26.3dB.当匹配厚度为1.8mm时,反射损耗低于-10dB的频带宽度(有效频带宽度)可达5.2GHz. (2)其次,通过在不同的温度下煅烧油酸包Fe3O4前驱体得到了性能优异的Fe3O4@C和Fe3C@C复合物.与Fe3O4@C相比,Fe3C@C在较低的匹配厚度下拥有更强的反射损耗和更宽的有效频带宽度.当匹配厚度为1.9mm时,其最低反射损耗为-34.6dB,有效频带宽度为5.5GHz.良好的阻抗匹配性能和多个极化过程是其优异电磁波吸收性能的主要原因. (3)最后,为了进一步降低复合物的密度,我们结合化学发泡法和高温煅烧制备了蜂窝状的Fe3C@C复合物.研究发现,通过改变原料中铁盐的添加量可实现对复合物结构和电磁参数的调控.当铁盐的添加量为2.0g时,复合物的三维结构最为明显,同时表现出最优的电磁波吸收性能.与质量分数为90%的石蜡混合后,当厚度为2.0mm,频率为13.6GHz时,其最低反射损耗为-37.4dB,有效频带宽度可达5.6GHz,在轻质、高效电磁波吸收方面表现出巨大的应用潜力.

目录

第一个书签之前