【摘 要】
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复合型微波吸收材料,特别是碳基复合型微波吸收材料,具有较高吸收强度、低密度、良好物理化学稳定性、吸收频带宽等优点,因而其在电磁波污染防护及隐身材料等领域具有广阔的应用前景。目前广泛报道的碳基体存在制备周期长、产量小、原料有毒等缺点,大大限制了碳基复合型吸波材料的实际应用。煤矸石（CG）是煤矿开采过程中产生的一种有害的固体废弃物,若能以其为含碳载体制备复合型吸波材料,必将大幅降低成本,同时为煤矸石的
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复合型微波吸收材料,特别是碳基复合型微波吸收材料,具有较高吸收强度、低密度、良好物理化学稳定性、吸收频带宽等优点,因而其在电磁波污染防护及隐身材料等领域具有广阔的应用前景。目前广泛报道的碳基体存在制备周期长、产量小、原料有毒等缺点,大大限制了碳基复合型吸波材料的实际应用。煤矸石（CG）是煤矿开采过程中产生的一种有害的固体废弃物,若能以其为含碳载体制备复合型吸波材料,必将大幅降低成本,同时为煤矸石的高附加值利用提供有效途径。基于上述,本研究以煤矸石粉末为基体、廉价的淀粉作为补充碳源、铁、钴、镍的硝酸盐为磁性粒子的来源,通过简单的湿化学法结合中等温度焙烧,制备了具有不同磁性物相的复合吸波材料Fe3O4/C/CG、Fe/C/CG、Co/C/CG及Ni/C/CG,并探讨了焙烧温度和初始淀粉添加量两个参数对微观结构以及吸波性能的影响作用及相关机制,得出了以下结论:（1）当焙烧温度不高于500℃时,初始淀粉添加量对复合样品中磁性物相的种类几乎没有影响,磁性物质在该温度段均为Fe3O4;当焙烧温度为600℃时,初始淀粉添加量对复合材料的磁性物相的影响非常大,当淀粉添加量低于5 g时,磁性物种为Fe3O4;当淀粉添加量高于6 g时,磁性物种相Fe单质;当焙烧温度达到800℃时,当初始淀粉添加量≤5g,生成的Fe颗粒与基体反应剧烈,样品中主要磁性物相为铁的尖晶石相,且一部分Fe与C反应生成了一部分Fe2C合金相,最终无Fe单质相保留;当初始淀粉添加量≥6g时,由于淀粉分解得到的C将Fe与基体“隔绝”起来,大大减弱Fe颗粒与基体的反应,从而使复合样品中的Fe颗粒得以保存下来;（2）在Fe3O4/C/CG复合材料中,样品FeCG-5-500达到最佳的吸波性能:匹配厚度为3.5 mm时,在6.8 GHz处达到最小的反射损耗-45.0 d B,且有效带宽为2.2 GHz,而且降低涂层厚度至2.0 mm时,有效频宽可以达到3.6 GHz;（3）在Fe/C/CG复合材料中,FeCG-6-600样品涂层厚度为2.0 mm时,有效吸收带宽可达到4.3 GHz,FeCG-7-600样品厚度仅为1.5 mm时,在15.6 GHz处达到最小反射损耗-20.2 d B,有效吸收带宽可达4.6 GHz。与Fe3O4/C/CG复合材料相比,Fe/C/CG复合吸波材料具有较大的有效吸收频宽;（4）较高温度（700、800℃）下Co/C/CG显示出过高的复介电常数,导致材料发生阻抗失配的现象,导致材料显示出极差的吸波性能;（5）在600℃、700℃、800℃焙烧获得的Ni/C/CG复合吸波材料都显示出较为优异的吸波性能,显示出温度的“不敏感性”,即在更宽泛的条件下更易制得满足吸波要求的材料。
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