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随着科学信息技术的巨大进步,国防军事隐身技术的飞速发展,无论是民用领域还是军事领域,都对电磁波吸收材料的要求越来越高。近年来,新型的吸波材料成为科学家们研究的热点,其在满足阻抗匹配原则及衰减原则基础上,需满足“厚度薄”、“频带宽”、“质量轻”、“吸收强”的特点,并具有良好的物理化学性能,以适应复杂多变的环境。微波吸收材料研究表明,对材料微观结构进行合理的设计,有助于提高其吸收效率。其中,具有高长径比、形状各向异性和几何效果的一维微波吸收材料,可使电子/声子沿轴向振动来消散电磁波,因此,设计合成具有磁损耗和介电损耗的一维结构的纳米链作微波吸收材料成为新的研究热点。本文以具有高饱和磁化强度、易回收且环保无污染的Fe3O4和ZnFe2O4为磁核,通过外部磁场的定向诱导形成一维Fe3O4@SiO2和ZnFe2O4@SiO2纳米链,同时以一维纳米链为基体,将其与介电材料MnO2、石墨烯、NiO、碳层和NiCo2O4复合,得到三种不同的复合结构(花状、气凝胶和中空结构),使其在2.0-18.0GHz频段内具有较高介电损耗和磁损耗,同时,提高材料的阻抗匹配,降低材料的密度。此外,对复合材料的微观结构、物相组成和磁性等基本性能进行了分析,主要内容如下:(1)通过水热/原位生长法在一维Fe3O4@SiO2纳米链表面得到花状的MnO2,然后将其与Hummers方法制备分散均匀的石墨烯溶液进行水热反应,一维花状Fe3O4@SiO2@MnO2纳米链诱导石墨烯自卷曲形成疏松多孔的膨胀气凝胶,并具有一定的强度,满足吸波材料轻质的要求。从电磁参数可知,石墨烯的加入增强了吸波材料的介电损耗,并充分利用MnO2纳米花大的比表面积和层状石墨烯气凝胶之间大量的空隙产生更多的界面极化。当样品与石蜡质量比为3:7,匹配厚度为3.2mm时,在7.78GHz时最小反射损耗(RLmin)为-55.01dB,且有效吸收带宽为4.26GHz。其吸波性能的提升是由于石墨烯与一维花状Fe3O4@SiO2@MnO2纳米链之间存在协同效应,提高了吸波材料的阻抗匹配,同时,电磁波可以在花状结构和层状石墨烯结构中进行多次反射,从而增强了电磁波的吸收。(2)采用简单的一步水热法制备了一维花状yolk-shell结构的Fe3O4@SiO2@NiO纳米链。从SEM可以看出,花状纳米链的两端点处破壳,露出纳米链内的Fe3O4磁核,正由于其特有的中空结构大大降低了该材料的密度,满足吸波材料质轻的要求,通过掺杂样品量为10wt%和30wt%的测试结果对比表明,30wt%掺杂时,交错复杂的一维纳米链更易形成三维导电网络,增强表面的各向异性,使共振峰往高频方向移动,同样对介电常数和介电损耗有调节作用。在12.9GHz时,其最低RL可以达到-54.28dB,有效吸波频段达到4.0GHz(11.05-15.05GHz)。(3)采用溶剂热/水热/退火法制备了多层分级核壳结构的一维花状ZnFe2O4@SiO2@C@NiCo2O4纳米链,SEM测试表明ZnFe2O4纳米微球粒径约为100~160nm,通过一维ZnFe2O4@SiO2纳米链与C材料的复合,碳层有助于自由电子传导,从而改善电能耗散,使一维ZnFe2O4@SiO2@C材料表现出了 6.22GHz超宽有效吸收频带。与NiCo2O4纳米花复合,花片状折皱结构存在的高孔隙率和大空隙空间,不仅提供了很多活性位点,而且会使入射的电磁波产生多次反射和衍射,从而增强微波吸收性能,该样品最低RL在11.14GHz可以达到-54.29dB。当匹配层厚1.9mm时,有效吸波频带最宽达到5.66GHz(11.94-17.60GHz),几乎覆盖整个Ku波段,在Ku波段电磁辐射防护领域都有着广阔的应用前景。综上所述,通过对一维磁性吸波材料吸波性能研究,表明制备的吸波材料具有较好的应用前景,从而为吸波材料的发展提供更多参考,为实际应用中的相关问题提供理论指导。