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近年来低密度碳材料的吸波性能引起大家的关注,一大批的新型碳材料应运而生。本文选用金属有机骨架HKUST-1为前驱体制备新型轻质多孔碳电磁波吸收材料。针对HKUST-1直接烧结得到的Cu/NPC产物吸波性能差,本文选用了三条不同的路线来改善其吸波性能。
1.将Cu/NPC去除Cu获得的NPC与Fe(NO3)3混合,产物放置于管式炉中,N2条件下制备出Fe3O4/NPC复合材料,并通过调节二次碳化温度来调控Fe3O4和NPC的比例。研究表明,引入Fe3O4材料后,Fe3O4/NPC复合材料的磁性能及阻抗匹配特性得到了提高和改善。Fe3O4/NPC复合材料表现出优异的电磁波吸收性能:样品A-500在厚度为1.2mm下,在12.39-17.83GHz,反射损耗值均小于-5dB,频宽达到5.44GHz。样品A-300在匹配厚度为5.68mm处,频率16.8GHz,最大反射损耗可达到-54.0dB,有效频宽(RL≤-10dB)可达到2.55GHz。
2.对于Fe3O4/NPC复合材料而言,入射的电磁波大部分在表面被反射,从而需要增加厚度才可达到较好的吸波性能。鉴于此类的材料的不足,我们将透波性能良好的Cu2O半导体引入复合材料中,制备了Cu2O/NPC复合材料,通过Cu2O较低的介电常数,可以较好地调节多孔碳复合材料的电磁参数。Cu2O/NPC复合材料不仅完善阻抗匹配还维持了材料的低密度和多孔形貌。样品Cu2O/NPC-5在厚度为1.85mm获得7.14GHz(≤-10dB)的优异频宽,最大反射损耗可达-23.1dB。
3.通过原位复合工艺制备出一种新型核壳化合物:纳米多孔碳@(1R,2R)-(-)1,2-环己二胺二茂铁甲醛聚席夫碱铁盐核壳(NPC@CPI)材料。由于CPI材料的引入,NPC@CPI复合材料不仅具备了界面极化与交叉极化,还获得了良好的阻抗匹配,使其不仅在低频范围内表现出优异的吸波性能,还获得了很好的宽频吸波效果。其中当NPC和CPI质量比为6.7∶100时(NPC@CPI-1),匹配厚度为5.49mm,频率在3.72GHz处,最强的反射损耗可以达到-60.8dB,频宽可达9.52GHz(RL≤-5dB)。
1.将Cu/NPC去除Cu获得的NPC与Fe(NO3)3混合,产物放置于管式炉中,N2条件下制备出Fe3O4/NPC复合材料,并通过调节二次碳化温度来调控Fe3O4和NPC的比例。研究表明,引入Fe3O4材料后,Fe3O4/NPC复合材料的磁性能及阻抗匹配特性得到了提高和改善。Fe3O4/NPC复合材料表现出优异的电磁波吸收性能:样品A-500在厚度为1.2mm下,在12.39-17.83GHz,反射损耗值均小于-5dB,频宽达到5.44GHz。样品A-300在匹配厚度为5.68mm处,频率16.8GHz,最大反射损耗可达到-54.0dB,有效频宽(RL≤-10dB)可达到2.55GHz。
2.对于Fe3O4/NPC复合材料而言,入射的电磁波大部分在表面被反射,从而需要增加厚度才可达到较好的吸波性能。鉴于此类的材料的不足,我们将透波性能良好的Cu2O半导体引入复合材料中,制备了Cu2O/NPC复合材料,通过Cu2O较低的介电常数,可以较好地调节多孔碳复合材料的电磁参数。Cu2O/NPC复合材料不仅完善阻抗匹配还维持了材料的低密度和多孔形貌。样品Cu2O/NPC-5在厚度为1.85mm获得7.14GHz(≤-10dB)的优异频宽,最大反射损耗可达-23.1dB。
3.通过原位复合工艺制备出一种新型核壳化合物:纳米多孔碳@(1R,2R)-(-)1,2-环己二胺二茂铁甲醛聚席夫碱铁盐核壳(NPC@CPI)材料。由于CPI材料的引入,NPC@CPI复合材料不仅具备了界面极化与交叉极化,还获得了良好的阻抗匹配,使其不仅在低频范围内表现出优异的吸波性能,还获得了很好的宽频吸波效果。其中当NPC和CPI质量比为6.7∶100时(NPC@CPI-1),匹配厚度为5.49mm,频率在3.72GHz处,最强的反射损耗可以达到-60.8dB,频宽可达9.52GHz(RL≤-5dB)。