【摘 要】
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微波吸收/屏蔽材料主要用于消除外界电磁波对电子元器件的干扰,在电子通讯、航空航天和军事隐身等领域有重要的应用。目前,陶瓷材料、磁性金属及其氧化物、碳材料和导电聚合物等多种微波吸收/屏蔽材料被提出。但是单一材料电磁损耗模式单一,吸收/屏蔽能力有限,制备具有磁、介电损耗于一体的复合吸波材料是解决问题的关键,也是本领域的研究热点之一。金属-碳复合材料展现出良好的电磁波吸收特性。但这类材料属于刚性材料,其
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微波吸收/屏蔽材料主要用于消除外界电磁波对电子元器件的干扰,在电子通讯、航空航天和军事隐身等领域有重要的应用。目前,陶瓷材料、磁性金属及其氧化物、碳材料和导电聚合物等多种微波吸收/屏蔽材料被提出。但是单一材料电磁损耗模式单一,吸收/屏蔽能力有限,制备具有磁、介电损耗于一体的复合吸波材料是解决问题的关键,也是本领域的研究热点之一。金属-碳复合材料展现出良好的电磁波吸收特性。但这类材料属于刚性材料,其电磁特性难以实现动态调控。面向复杂电磁环境,开发可动态调节的电磁波吸收/屏蔽薄膜具有重要的应用意义。在明确金属-碳复合材料微波吸收机理的基础上,论文利用可拉伸的高分子（热缩弹性体）替换碳材料,利用拉伸调控材料电传输特性,开发具有可拉伸性能的电磁屏蔽薄膜。主要研究内容如下:1、利用商用纸巾和氯化铁溶液经过喷涂、复合、还原工艺,制备了铁纳米粒子/碳纤维复合材料,并探索了其电磁波吸收性能。分别研究了金属负载率和热退火温度对材料微结构影响。研究了材料在微波频段（2～18GHz）磁导率和介电常数,明确了微结构对材料阻抗匹配影响,获得了具有最佳阻抗匹配的实验参数。基于传输线理论计算了材料的微波反射率。在测试范围内,复合材料有效吸收带宽达到5.5GHz,最大损耗值40.1dB。这种低成本,可规模化制备的复合吸波材料在军事隐身领域具有一定应用前景。2、利用去合金化法和旋涂法设计制备了可往复拉伸的超薄纳米多孔金银合金/热塑性聚氨酯复合薄膜,探究了薄膜孔隙率对其电学性能,机械性能和电磁屏蔽特性影响。复合材料展现了良好的电磁屏蔽性能,厚度为150nm的薄膜在18GHz的屏蔽效能达到24dB。同时,该薄膜导电性以及电磁屏蔽性能可通过拉伸实现可逆调控。该薄膜对于复杂电磁干扰环境与无线应变传感应用提供了有效解决方案。总之,本文以设计高性能的电磁吸收材料和可调型电磁屏蔽薄膜为出发点,分别利用价格低廉金属铁及高电导率的金和银,制备出纳米粒子/碳纤维复合材料,多孔金银合金/热塑性聚氨酯复合薄膜,两种材料不同领域均表现了优异的屏蔽/吸收性能。另外,探究了制备条件对材料微结构及其电磁波屏蔽/吸收性能影响;分析了材料与电磁波相互作用物理机制;获得了材料结构影响因素和参数优化依据;这为发展高效电磁吸波/屏蔽材料提供技术和理论参考。
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