原位生长NiCo双金属增强多孔秸秆衍生生物碳复合材料的微波吸收性能

目前,人们对电磁污染的保护意识逐渐增强,并且具有可再生性和环境友好性的吸收材料也引起人们的广泛关注。在这项工作中,通过高温碳化和水热反应的方法,我们成功制备了由秸秆衍生的生物碳与双金属NiCo组成的复合材料。通过改变镍钴合金的含量可以改变多孔生物碳/镍钴合金复合材料的电磁参数,改善其微波吸收性能。另外,其微波吸收性能的提高主要归功于电磁特性的协同效应,其中包括介电损耗（界面极化、偶极子极化）和磁损耗。值得注意的是,生物碳/NiCo复合材料的最小反射损耗值在2.2 mm厚度下可达?27.0 dB,对应的吸收带宽(RL≤?10 dB)可达4.4 GHz (11.7~16.1 GHz)。这些结果表明,多孔生物碳/镍钴复合材料具有密度低、重量轻、导电性好、吸收能力强、阻抗匹配良好等特点,因此,这种复合材料可以作为新一代的吸波材料。     

原位制备核壳结构CoFe2O4@多孔碳球吸波性能研究

CoFe₂O₄具有良好的化学稳定性和磁损耗,可用于制备具有独特结构的电磁波吸收复合材料。在本研究中,通过原位制备将CoFe₂O₄磁性粒子引入中空多孔碳中,制备了具有核壳结构的CoFe₂O₄@碳空心球。本文研究了微观组织与电磁波吸收性能的关系。研究结果表明:通过构建多孔结构并调整多孔碳和CoFe₂O₄的比例,可以有效地协调磁损耗和介电损耗。CoFe₂O₄@多孔碳复合材料的最小吸收在5.8 GHz时达到?29.7 dB。此外,有效吸收带宽为3.7 GHz在厚度为2.5 mm。复合材料的微波吸收性能的提升是由于在材料引入多孔核壳结构和CoFe₂O₄磁性粒子。多孔结构与核壳结构之间的协调有利于提高复合材料衰减系数,并实现良好的阻抗匹配。同时,多孔核–壳结构增强了电磁波在多次散射和反射;并提供了大的固体–空界面和CoFe₂O₄–碳界面来诱导界面极化,增强电磁波极化损耗。此外,CoFe₂O₄磁性粒子的引入增强了自然共振、交换共振和涡流损耗的磁损耗。     

通过物相和形貌演变提升多级结构CF@NiO/Ni复合材料的吸波性能

轻质和高效的碳基微波吸收剂在解决日益严重的电磁污染方面具有重要意义。为了解决单一碳纤维材料阻抗匹配差和损耗机制单一的缺点,本文采用水热法和退火处理方法,在碳纤维上原位制备了具有可调控物相和形貌的多级结构NiO/Ni纳米片阵列。结果表明,随着退火温度的增加,NiO/Ni体系中金属Ni的含量增加不仅增强了磁损耗同时也改善了阻抗匹配。另外,NiO/Ni纳米片呈现出明显的多孔结构。NiO/Ni、NiO/C、 Ni/C丰富的界面结构有助于极化损耗的增强。得益于三维导电网络、多级异质结构、强偶极子/界面极化、多重散射和良好的阻抗匹配等优点,最佳样品CF@NiO/Ni-500仅在3wt%填充量下,最小反射损耗达到-43.9 dB,有效的吸收带宽高达5.64 GHz。此外,雷达散射截面的仿真结果表明CF@NiO/Ni复合涂层能够有效抑制电磁波散射。本研究不仅丰富了碳纤维基吸波材料的结构设计与调控研究,也为碳基吸波材料的轻质宽频研究提供了新思路。     

W型Ba_(1-x)La_xCo_2Fe_(16)O_(27)的微波吸收性能

用溶胶-凝胶法制备镧掺杂W型钡铁氧体Ba1-xLaxCo2Fe16O27（x=0,0．1,0．2,0-3）样品。用XRD和SEM对样品的晶体结构、表面形貌、粒径进行表征,用微波矢量网络分析仪测试该样品在2-18GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率,根据测量数据计算电磁损耗角正切及得出微波反射率与频率的关系,探讨该材料的微波吸收性能与电磁损耗机理。研究结果表明：适量稀土镧掺杂能改善微波吸收性能,在x=0．2时,样品微波吸收效果最好;当样品厚度为1．90mm及x=0．2时,吸收峰值为16．2dB,10dB以上频带宽度达4．0GHz样品的微波吸收来自磁损耗和介电损耗的共同作用,磁损耗更为显著。     

Z型铁氧体Sr_3(CuZn)_xCo_(2(1-x))Fe_(24)O_(41)的微波吸收性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备铜锌掺杂Z型锶钴铁氧体Sr3(Cu Zn)x Co2(1-x)Fe24O41(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)样品。采用X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品的晶体结构、表面形貌进行表征。分别用圆柱体法和PPMS-9T型物性测量系统测量样品的室温电阻率和磁滞回线。用微波矢量网络分析仪测试该样品在2~18 GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率,并根据测量数据计算电磁损耗角正切和微波反射率,探讨该材料的微波吸收性能与电磁损耗机理。研究结果表明:所制备的样品呈六角片状形貌,晶体结构为Z型,呈软磁特性,其电阻率在半导体的电阻率范围内;当x=0.3、厚度为2.5 mm时,样品在频率为11.4 GHz时的最大吸收峰为29 d B,10 d B带宽对应频率为7.7 GHz,是一种宽带微波吸收材料;样品的微波吸收来自磁损耗和介电损耗,但以磁损耗为主。     

单金属MOF衍生多孔碳微波吸收性能研究进展

现阶段,电子仪器和设备受到空前关注,但是电磁波污染问题也随之加剧,电磁吸波材料可以保护人体和仪器设备免受其干扰,而且对于军用设备的隐身也会起到重要的作用。金属有机框架(MOFs）是一种三维多孔结构,其合成方法简单,尺寸形貌和孔径大小可控,形状结构稳定。其衍生的多孔碳材料因具有较强的导电性和较大的比表面积等优点使其成为热门的应用材料。在微波吸收领域,MOF 衍生多孔碳材料也展现出巨大潜力。文中从 MOF 的中心金属出发,对单金属 MOF 衍生多孔碳材料的研究现状和吸波原理进行了介绍,详细总结了其在微波吸收领域的研究进展,并综合上述进展分析了单金属 MOF 衍生多孔碳做吸波材料存在的问题 最后对其未来发展方向做出了展望和预测     

Bi1-xLaxFeO3多铁体系的微波吸收性能

采用溶胶-凝胶法制备Bi1-xLaxFeO3(x=0,0.05,0.10,0.15)粉晶样品,用X线衍射仪表征样品的晶体结构,用扫描电镜观察样品的颗粒形貌与尺寸,用微波矢量网络分析仪测试样品在2～18 GHz微波频率范围内的复介电常数、复磁导率,并计算损耗角正切及微波反射率.研究结果表明:Bi1-xLaxFeO3晶体结构为钙钛矿型,颗粒形貌为直径约200nm、长度约700nm的不规则短棒状;La的A位掺杂有利于提高体系的微波吸收性能;当样品厚度为2.6 mm,x=0.10时,吸收峰值为27.7 dB,小于-10 dB吸收带宽为3.4 GHz,该材料的电磁损耗来自介电损耗和磁损耗,但介电损耗较大.     

BaZn2Fe16O27/石墨复合吸收剂的制备及其电磁吸波性能

采用固相法制备W型铁氧体BaZn2Fe16O27,将其与石墨按不同配比机械混合,制备出电磁性能优异的复合吸收剂。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对固相法制得的铁氧体粉末进行晶体结构和微观形貌的分析,结果表明,实验制得的粉体为纯相的BaZn2Fe16O27-W型铁氧体,微观形貌为六角片状。同时,使用网络分析仪在2~12 GHz的频率范围内对复合粉体微波电磁特性进行测试分析,并使用软件YRCompute模拟计算复合粉体的反射损耗,结果表明:铁氧体的磁损耗与石墨的介电损耗发生协同作用,复合粉体的电磁性能得到很大提高;随着石墨含量的增加,复合粉体的介电常数与介电损耗明显增加,介电损耗最大值从0.02升高到0.2,而磁导率与磁损耗则是先增大后减小;当石墨质量分数为4%时,复合粉体的反射损耗在5 GHz左右达到最大值-40.6 dB,并且小于-10 dB的带宽达到4 GHz,吸波性能优异。     

竹炭导电机理的研究

采用SX2－5－12型箱式电炉，按不同炭化最高温度烧制竹炭。通过电子显微镜、X－衍射仪、红外光谱等分析仪器，对竹炭导电机理进行研究。结果表明：炭化最高温度对竹炭的导电性影响显，随着炭化最高温度升高，其电阻率减少，且在炭化最高温度600－800℃时电阻率显降低；不同炭化最高温度的竹炭维管来收缩不一，纤维排列结构发生变化；竹炭在炭化最高温度900℃以下，未出现石墨化结构特征峰，竹炭导电主要是离子引起的，而在800℃时出现了碳碳双键与苯环共轭的强吸收峰，导电性增强，在温度达1100℃以上有形成石墨化结构趋势。     

用于高性能超级电容器的电纺碳纤维材料（英文）

金属有机骨架(MOFs)被认为是制备纳米多孔碳材料并用于超级电容器电极的理想前体,因为它们能够从分子尺度调节材料的结构.但是,一方面MOFs衍生的碳通常表现出较低的石墨化水平,另一方面纳米多孔碳颗粒之间具有较大的界面电阻,这些影响因素会导致电极的导电性差,进而极大地限制它们的电化学性能.本研究成功将ZIF-67嵌入聚丙烯腈(PAN)的纳米线纤维中,并在碳化处理后可以独立地用于超级电容器电极.PAN纳米纤维在热解过程中能够产生高石墨化水平的碳纤维,一方面用于连接ZIF衍生的碳纳米颗粒,另一方面有利于电荷转移;ZIF-67可以提供氮掺杂的多孔碳结构用于电荷存储.这种电极在1A·g~(-1)的电流密度下可以达到124F·g~(-1)的质量比容量,并在10A·g~(-1)的10 000次循环中电容保持率大于92%.     

生物质和煤炭化过程中的介电性能研究

以玉米芯、椰壳和烟煤为原料,经不同炭化温度制备出炭化焦样,利用矢量网络分析仪测定其微波介电性能,结果表明:2~18 GHz频段下,炭化温度与介电常数成正相关;不同材料在700℃下所制焦样,介电常数大小顺序为椰壳玉米芯烟煤,900℃下,椰壳烟煤玉米芯。通过XRD和FT-IR分析表征,表明焦样的石墨化度和芳香化程度是影响介电性能变化的原因。     

微波加热含碳碳酸锰矿粉升温机理

利用微波冶金炉对无烟煤和碳酸锰矿粉的混合物料进行加热,研究含碳碳酸锰矿粉在微波场中的升温机理。研究结果表明：含碳碳酸锰矿粉具有优良的微波加热特性和自还原性;在微波加热频率为2．450GHz、碳氧原子摩尔比分别为1．1,1．2和1.3时,微波加热混合物料至1473K的升温速率平均最高达到140．7K／min;不同的加热温度和配碳比下混合物料的介电常数较大,都在5．5左右,而磁导率为1左右,属介电损耗型;微波加热含碳碳酸锰矿粉的升温性能主要取决于含碳碳酸锰矿粉的电磁性能,而电磁性能的改变主要是由物料加热过程中产生的化学反应、晶体结构变化及缺陷状态的改变引起的;配碳比提高,物料吸收微波的能力有所提高;在相同的配碳比下,加热温度升高,吸收微波的能力有所减弱。     

纳米La0.8Ba0.2MnO3/Ni粉复合体系的微波吸收性能

采用溶胶-凝胶法制备La0.8Ba0.2MnO3 粉体,并与纳米Ni 粉按不同质量比复合,制得复合材料样品.测量样品在2～18 GHz 频率范围内的复介电常数、复磁导率并计算微波反射系数,分析不同组分对材料微波吸收性能的影响及其可能的吸收机制.研究结果表明复合体系比单一组分样品具有更好的吸收效果;当La0.8Ba0.2MnO3含量为62.5%时,材料微波吸收效果最佳;当样品厚度为2 mm 时,大于10 dB 的吸收频宽达到3.6 GHz,最大吸收峰值为24 dB;当样品厚度为1.8 mm 时,大于10 dB 的吸收频宽达到3.3 GHz,最大吸收峰值为44 dB;LaMnO3在A 位掺杂Ba2 ,其电磁性能将发生变化,再与磁性纳米Ni 粉复合,介电损耗和磁损耗的综合作用能使体系的微波吸收效能显著加强.     

利用频率选择表面提高镀银生物多孔碳的微波吸收性能

多孔碳（PC）因其重量轻、比表面积大、表面缺陷多等特点，成为一种具有应用前景的吸波材料，然而电导率和石墨化程度低的缺点限制了其性能的提高。本研究利用杉木作为生物碳模板，采用一步水热合成法制备了镀银多孔碳（Ag@PC）材料，并对其物相组成、显微结构和电磁吸波性能进行了研究。结果表明，金属银被成功地从溶液中还原出来，并以Ag颗粒的形式均匀分布在多孔碳表面和孔洞内部。金属Ag的存在不仅提高了多孔碳的电导率，同时促进了无定型碳的石墨化过程。乙烯吡咯烷酮（PVP）的加入抑制了晶体的结晶形核的过程，起到了细化Ag颗粒粒径的作用。然而，由于形成了更连续的导电网络，未添加PVP的Ag@PC复合材料表现出更高的介电常数和更强的电磁波耗散能力。将Ag@PC与频率选择表面（FSS）复合后，其吸波性能得到了进一步的提高，在频段8.20–11.75 GHz范围内材料的反射损耗值低于?10 dB，反射损耗最小值达到了?22.5 dB。由此可见，利用金属Ag颗粒与FSS相结合是增强多孔碳材料电磁波吸收能力的有效途径。     

铁氧体和碳纤维双层复合材料吸波性能研究

使用溶胶凝胶法制备了M型六角铁氧体,测量了铁氧体和短切碳纤维复合材料在Ku波段的电磁参数,并根据电磁参数设计了双层吸波材料.结果表明:M型铁氧体复合材料的介电损耗和磁损耗都比较小,而短切碳纤维复合材料具有较高的介电损耗;内外层材料相同但厚度不同的双层复合材料表现出不同的微波吸收特性,其中,内层为M型铁氧体复合材料、外层为碳纤维复合材料、层厚分别为1.5 mm和0.5 mm的双层复合材料,表现出优良的微波吸收性能,反射率在-10 dB以下的有效带宽覆盖了整个Ku波段,最大吸收位于15.3 GHz处,反射率约为23.0 dB.     

含稀土纳米材料微波吸收特性的研究

在9.3GHz频率点对稀土复合氧化物与以稀土复合氧化物为基掺杂铁粉得到的吸波材料的吸波性能进行了比较,并研究了材料粒度对吸波性能的影响。结果表明：纳米稀土复合氧化物具有优异的吸波性能,是一种有发展前景的微波吸收剂。     

吸波材料地雷壳体防远距离雷达探测特性

为降低雷场的雷达侦察发现概率,提高地雷的障碍效果和生存能力,研究了微波吸收材料新型地雷壳体以提高防雷达探测性能,讨论了地雷目标雷达散射特性。当微波从壳体顶部或正侧面照射时,雷达散射截面(RCS)较强。采用羰基铁和铝合金粉为吸收剂设计和制作了微波吸收材料,在2~18GHz频率内的微波吸收衰减超过10dB。选用不锈钢纤维和羰基铁粉并采用注塑工艺制作了具有电磁屏蔽和微波吸收性能的地雷壳体样品。合成孔径雷达(SAR)探测实验结果表明:当微波从壳体顶部或正侧面照射时,RCS在8~12GHz频率内的微波衰减达到10dB。     

导电导磁复合聚苯胺电磁参数及吸波性的研究

制备了两种磁性材料与聚苯胺合成的材料,采用3　cm波导式测量线在8　GHz～14　GHz频率范围内,用多点拟合的实验和计算方法对这类复合聚苯胺的电磁参数及微波吸收特性参数进行了测量.实验结果表明,复合聚苯胺在吸收剂中的浓度对电磁参数及吸波性能的影响很大.对Mn-Zn铁氧体复合聚苯胺,当浓度为0.23　g/cm     

碳纳米管的本征微波吸收特性研究

从碳纳米管电磁参数和微波吸收特性的实验结果出发,分析探讨了碳纳米管的本征微波吸收机理,并得出结论:界面极化吸收、多重反射和散射以及螺旋型碳纳米管的手性微波吸收是碳纳米管的主要本征微波吸收机理.碳纳米管的结构缺陷能增强极化效应,从而增加介电损耗;碳纳米管所具有的小尺寸效应、表面效应(比表面积大)、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等有利于其微波吸收.碳纳米管的电容率值远大于磁导率值,碳纳米管是一种介电损耗型吸波介质.     

石墨相氮化碳（g-C3N4）光催化分解水制氢材料的研究进展

石墨相氮化碳（g-C3N4）具有环境友好、组成元素含量丰富、原料廉价和可规模化制备等优势,成为可见光半导体材料研究的重点。本文从g-C3N4的掺杂、纳米尺度形貌控制、构筑多孔结构、表面异质结和组装析氧活性电催化剂等角度概述了相关的研究进展。