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。     

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.     

玻璃纤维布对ACF/FRP结构吸波复合材料导电性能和吸波性能的影响

本文对以活性碳纤维为吸收剂,玻璃纤维增强环氧树脂为基体的结构吸波材料（ACF/FRP）的弯曲性能、吸波性能与电导率进行了研究。在未加入玻璃纤维布时,材料的弯曲强度只有32.38 MPa,而在加入玻璃纤维布后,材料的弯曲性能达到了357.8MPa;随着偶联剂含量的增加,材料的弯曲强度先增后减,在含量为10%时,材料的弯曲性能达到最佳。通过研究吸波材料的吸波性能和电导率发现,材料的吸波性能与电导率的变化规律存在一致关系,这为预测此类复合材料的吸波性能提供了一种有效手段。     

掺杂聚苯胺复合材料吸波性能的研究

用不同的化学合成方法分别制备了PANI-DBSA,PANI-HCl粉末,并将该粉末与石蜡共混复合,制备了聚苯胺复合材料,着重研究了这两种聚苯胺的用量对复合材料的电导率、微波吸收性能的影响。结果表明,PANI-DBSA复合材料的电导率突变较PANI-HCl复合材料早,在相同质量分数（小于70%）下,微波吸收能力均优于PANI-HCl复合物。     

不同形貌钡铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波性能

采用溶胶-凝胶法分别在650、750、850、950℃下制备钡铁氧体,发现不同温度下制备的钡铁氧体形貌、大小以及分布明显不同.通过原位聚合法合成了不同形貌钡铁氧体/聚苯胺复合材料,红外光谱显示,聚苯胺的吸收峰由于钡铁氧体的掺入发生轻微的蓝移,证明2物质之间有化学相互作用.煅烧温度在750℃以上时,所制备的钡铁氧体结晶良好,并随着煅烧温度的升高,钡铁氧体的形貌由棒状变成片状或球形.850℃煅烧制备的钡铁氧体分散性良好,部分呈片状,其与聚苯胺组成的复合材料吸波性能最好,当涂层厚度为4mm时,它在6.9GHz频率取得最大反射损耗值-17.1dB,在5.7~8.7GHz频率反射损耗均低于-10dB,说明制备出了分散性良好、形貌独特的钡铁氧体,可以有效提高钡铁氧体聚苯胺复合材料的吸波性能.     

制备方法和条件对ITO粉体吸波性能的影响

分别采用化学共沉淀法和水热-煅烧法制备ITO粉体,并通过测定所得ITO粉体在8～12 GHz频率段的微波吸收率,考察制备条件和制备方法对ITO粉体微波吸收性能的影响。研究表明,采用水热-煅烧法制得的ITO粉体微波吸收性能优于化学共沉淀法得到的ITO粉体微波吸收性能,最大吸收率可达-34 dB,频宽为8.8～10.5 GHz。水热-煅烧法中,水热反应温度影响ITO粉体的微波吸收性能,随水热反应温度的增加,微波吸收率先增大后降低;随煅烧温度的增加,ITO粉体微波吸收率下降。     

短切碳纤维-铁氧体填充的复合材料吸波性能

使用溶胶凝胶法制备了一种M型掺杂六角铁氧体，研究了该铁氧体、短切碳纤维以及玻璃纤维制成的单层和双层复合材料的微波吸收性能．结果表明：铁氧体和短切碳纤维混合填充的复合材料反射率在-10．0dB以下的有效带宽为3．5GHz；而以玻璃纤维复合材料作为面层的双层结构吸波材料在9．8～18．0GHz范围，有效带宽达到8．2GHz．     

利用人工结构表面改善纳米吸波材料的吸波性能

研究了如何利用金属人工结构表面(Meta-surface,MS)的频率特性来改善纳米吸波材料的低频吸波性能.利用等效电路和传输线理论分析了MS和纳米吸波材料涂层双层结构的微波反射特性.采用基于有限元方法的电磁波全波分析软件设计并仿真分析了MS的结构和尺寸,实际制作了MS和纳米吸波材料涂层双层结构,测量了微波反射性能.理论分析和实验研究表明,利用MS可以明显改善纳米吸波材料涂层的吸波性能,改善纳米吸波材料的低频吸波性能.     

钡铁氧体的颗粒粒径与吸波性能研究

采用柠檬酸盐溶胶凝胶法,分别在缓慢升温与快速升温制度下制备钡铁氧体粉体.用X衍射、扫描电镜、原子力显微镜及网络分析仪研究了产物结构组成、复介电常数与磁导率.在加热速率60℃.H-1升温至850℃的条件下,产物的主要物相为六角磁铅石型钡铁氧体BAFE12O19,颗粒尺寸为50 NM;而在加热速率400℃.H-1快速升温至850℃的条件下,产物的主要物相为BAFE11.9O19,颗粒尺寸为153 NM.结合烧结球磨法制得的微米钡铁氧体粉体,在0.1~6.0 GHZ频率范围内测定的介电常数与磁导率表明:随着铁氧体粒径减小,钡铁氧体对电磁波的吸收能力增强.     

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。     

掺杂物对混凝土基材料吸波性能的影响

随着科学技术的进步,越来越多的电子设备被应用到人们的生活中,同时,电磁辐射的污染也日益严重,电磁辐射不仅对人体健康会造成危害,还会对人类赖以生存的自然环境产生严重影响。对各种屏蔽材料的研究也成为现在的热点课题,本文进一步研究了在混凝土基材料的条件下,掺入不同掺杂物及改变其比例对整体吸波性能的影响并制备实物进行了测量,制作了一种在所需频段内能够有效吸收电磁波的材料。     

CNT/CS/Ni复合材料的制备及催化性能研究

通过溶液共混法将碳纳米管超声分散到壳聚糖的醋酸水溶液中,然后过滤、烘干得到碳纳米管/壳聚糖复合材料。将该复合材料吸附金属镍离子后,并用NaBH4溶液还原制备碳纳米管/壳聚糖/镍的复合材料(CNT-CS-Ni),研究CNT-CS-Ni复合材料催化硼氢化钠(NaBH4)还原对硝基苯酚(4-NP)的反应活性。探讨硼氢化钠的量、反应温度、催化剂的量等因素对反应活性的影响。研究结果表明:CNT-CS-Ni对NaBH4催化还原对硝基苯酚的活化能为50.28kJ mol-1,活化焓为47.66 kJ mol-1和活化熵-99.84 J mol K-1。NaBH4还原对硝基苯酚的反应速率常数与CNT-CS-Ni的量近似成线性增大。     

不同晶粒度的La0.67Sr0.33MnO3的吸波性能研究

用溶胶-凝胶法合成了不同晶粒度的La0.67Sr0.33MnO3样本,研究了不同晶粒度材料的结构、磁性和微波吸收性质之间的关联.实验结果表明,可以通过改变烧结温度实现La0.67Sr0.33MnO3样品晶粒大小的控制;在一定的纳米尺度范围内,随着晶粒度的不断增大,吸波峰值逐渐向高频方向移动;晶粒度为58.5nm的样品在...     

六角晶系BaZnCoTi-W型铁氧体的吸波性能研究

用化学共沉淀法制备了六角晶系BaZnCoTi-W型铁氧体吸波材料,对其微结构和微波吸收性能进行了测试分析.实验发现这种材料在6~30GHz全频段内吸收衰减小于-8dB,同时出现了3个吸收峰,而且相关性能参量都满足实用要求.初步认为3个吸收峰分别由畴壁共振、自然共振以及电极化共振吸收效应引起的.     

碳纤维/ZnO复合材料的制备和性能研究

通过对碳纤维表面进行修饰,利用低温液相沉淀法制备了碳纤维/ZnO复合材料并对其结构、形貌和发光性能进行了研究.结果显示,样品的紫外-可见吸收峰约为376nm,相应的带隙宽度约为3.30eV.由样品的荧光光谱得出,样品除了具有位于384nm的微弱的近带边紫外发光峰之外,还有位于597nm的强的绿光发光带.样品经过退火之后,绿光峰降低.这可能归于ZnO中氧空位的减少.通过对原始样品和经过退火处理样品的荧光光谱的研究得出,样品的绿光发射归于氧空位.     

具有中空多壳结构的BaTiO3/TiO2@聚吡咯复合材料的制备及其吸波性能研究

信息时代的迅速发展带来了不可忽视的电磁污染问题,吸波材料在电磁污染、信息安全等领域发挥着重要作用。理想的吸波材料应当具有涂层薄、吸收强、频带宽、机械性能好等优点。BaTiO₃属于传统的介电损耗型吸波材料,拥有较高的介电常数,然而吸收强度低、有效频带窄等缺陷限制了其发展应用。通过材料纳微结构的调整以及成分的复合对BaTiO₃进行改性处理,是提高材料吸波性能的有效方法。本文旨在开发一种吸收强度高、有效频带宽的BaTiO₃基复合吸波材料。以碳质微球为模板,采用次序模板法合成了中空多壳层结构（HoMS）的TiO₂微球,经原位水热将TiO₂转变为BaTiO₃,再通过吡咯蒸气聚合在BaTiO₃/TiO₂ HoMS壳层上包覆聚吡咯（PPy）,成功制备了具有不同壳层数目的复合吸波材料。利用矢量网络分析仪对不同BaTiO₃基复合吸波材料的电磁参数进行测试,分析了不同复合结构对材料吸波性能的影响。研究结果表明,包覆了PPy的BaTiO₃基复合材料表现出更加优异的吸波性能。其中,三壳层BaTiO₃/TiO₂@PPy HoMSs的吸波性能最佳,有效吸收频宽达4.20 GHz,在13.34 GHz处反射损失最小,为?21.8 dB,吸波涂层的最佳匹配厚度仅为1.3 mm。中空多壳层结构不仅能够延长电磁波的传输路径,同时为不同损耗机制材料的复合提供了丰富的调控空间,实现了吸波性能的提高。     

Co掺杂对RGO/Fe3O4复合材料组织结构和吸波性能的影响

研究了Co掺杂对还原氧化石墨烯(RGO)/Fe3O4复合材料结构、形貌和吸波性能的影响规律.采用一步水热法分别制备RGO/Fe3O4和Co掺杂的RGO/Fe3O4复合材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱分析Co掺杂对复合材料的微观形貌、相组成及表面元素价态的影响;利用矢量网络分析仪测定两种复合材料在2～18GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,模拟计算了Co掺杂对RGO/Fe3O4复合吸波性能的影响规律.结果表明:部分Co参与了水热反应生成了CoCO3、Co3O4和Co2O3,还有部分Co以单质形式存在,其通过正负电荷吸引机制,影响Fe3+在氧化石墨烯(GO)表面的配位,使得负载在还原氧化石墨烯(RGO)表面的Fe3O4纳米颗粒部分迁移至RGO片层间;Co掺杂改善了复合材料的导电能力和磁损耗能力,使复合材料的吸波能力显著增强.反射率模拟结果表明:掺杂后与掺杂前相比,当匹配厚度d=2.00mm时,最大反射损耗提高3.44dB,有效吸收频带拓宽2.88GHz;当匹配厚度d=2.50 mm时,最大反射损耗提高8.45 dB,有效吸收频带拓宽2.73GHz.Co掺杂对RGO/Fe3O4复合材料的结构和形貌有显著影响,并有效改善复合材料的吸波性能.     

PANI包覆单一铁氧体的结构和吸波性能

采用原位复合法制备了聚苯胺包覆铁氧体的复合颗粒,并利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅立叶红外光谱仪(FT-IR)等分析手段观测了复合颗粒的形貌、结构和性能.采用矢量网络分析仪在0.5~20 GHz频段内测试了材料的吸波性能.实验结果表明,具有核/壳结构的导电聚苯胺复合材料具有较好的吸波性能.当掺入质量分数为15%的Li0.45Zn0.1Fe2.45O4时,复合颗粒吸波性能最好,其-8 dB带宽达5 GHz,最大损耗为26.1 dB,且面密度最小为0.28 g.cm-2.     

含LaPO4 界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基透波复合材料的制备和性能研究

氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料具有力学性能好、高温抗氧化、耐腐蚀、介电性能优异等特点,可用做于天线罩耐高温透波功能材料。以氧化铝纤维为增强体,以氧化铝浆料、莫来石溶胶为基体,磷酸镧作为界面层材料,制备出了氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料,并对复合材料在室温以及1 200℃的拉伸强度进行表征,同时通过扫描电镜观察其破坏规律。结果表明:引入LaPO4 界面相的复合材料,室温下的拉伸强度为148.3 MPa,1 200 ℃下的拉伸强度为129.6 MPa, 与无界面相复合材料拉伸强度相比分别提高了20.1%和24.9%。无界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口平整,呈现脆性断裂,存在LaPO4 界面相的氧化铝纤维增强陶瓷基复合材料断口有大量纤维拔出,表现出韧性断裂特征。含有LaPO4 界面的复合材料在10 GHz、常温下介电常数均值为5.77,介电损耗为0.001 8。在1 300 ℃下材料的介电常数均值为6.18,介电损耗为0.002 0。相对于常温条件,介电常数和介电损耗的变化率分别为7.10%和11.1%,满足变化率小于15%的要求,有望用于透波复合材料领域。