石墨烯复合吸波材料的研究进展及未来发展方向

吸波材料是解决电磁波辐射污染的有效手段和影响雷达隐身的关键因素,该材料的研究对军用和民用都具有非常重要的意义,因此它一直是各国尖端科技的重要研究方向之一。自石墨烯被首次发现,学术界便掀起了对二维材料的研究热潮,相关学者开展了各类型石墨烯复合材料的研究,且在吸波领域的理论研究和新型吸波材料的开发取得了突出成果,短短几年时间内,石墨烯已经成为了新型复合吸波材料的研究热点。相比铁氧体、炭黑等传统吸波材料,石墨烯应用于吸波材料具有以下优势:(1)独特的二维材料性质、巨大的性能可调控工作表面;(2)良好的导电性以及特殊的边界效应。然而,单纯以石墨烯作为吸波剂的吸波材料,其性能测试结果与预期值存在显著差距,无法实现开发一种新型轻质、高效吸波材料的预期目标。因此,近三年来石墨烯复合吸波材料的研究重点主要集中在石墨烯二维结构的吸波机理和石墨烯/磁损耗型复合吸波材料的制备,研究者主要从选择合适的磁性纳米成分和优化制备工艺方面不断探索,并取得了丰硕的成果,深度挖掘出石墨烯对电磁波的潜在吸波性能。目前,通过优化石墨烯复合吸波材料组分已基本可以实现2～18 GHz频段范围内反射率小于-10 dB。对于石墨烯电磁波吸收机理的研究,主要依托其二维结构,应用密度泛函理论和原子-键电负性均衡理论模型来探索本征石墨烯和掺杂石墨烯的构型;在较高性能的石墨烯复合吸波材料制备过程中已取得成功应用的磁性纳米成分包括四氧化三铁、铁酸镍、硫化镉等。其中,以四氧化三铁、氧化铁为代表的铁氧体应用得最早;随着共沉淀法、溶剂热法等制备方法的不断成熟,各类新型磁性纳米颗粒可以与石墨烯复合,使之兼具磁损耗和电损耗能。近两年,相关学者将超材料的思想引入石墨烯复合吸波材料的研发中,以结构设计为手段,实现了新型透明石墨烯复合吸波材料的制备。此外,由于石墨烯自身的功能特性,石墨烯复合吸波材料大多也具有高效的热传导性能和良好的结构强度,可以实现材料的结构功能一体化。本文归纳总结了石墨烯复合吸波材料的研究历程和最新研究进展,介绍了石墨烯复合吸波材料的二维结构吸波机理、磁性掺杂成分的选择、大尺寸材料的制备工艺,分析了石墨烯复合吸波材料亟需解决的问题并展望其未来发展前景,以期为制备"宽薄轻强"的新型石墨烯复合吸波材料提供参考。     

石墨烯基吸波复合材料的研究新进展

传统吸波材料因密度大、吸收强度弱以及吸收频带窄问题限制其应用发展。石墨烯作为碳家族的同素异形体,其零带隙结构使之具备优异的电性能。因此作为介电损耗型吸波机制的石墨烯与磁损耗型材料进行复合,通过两者的协同作用实现吸波体吸波性能的提升,进而满足当前吸波材料"轻、薄、宽、强"的性能要求。介绍了石墨烯基吸波复合材料的制备、吸波机理和吸波性能,并对未来石墨烯基吸波复合材料的发展前景进行了展望。     

介电型石墨烯吸波复合材料研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯因其独特的介电特性、高比表面积、低密度等性质,被认为是新一代吸波材料的有力候选。然而,单一组分的石墨烯吸波性能不佳,因此近年来石墨烯基吸波复合材料成为研究热点。本文介绍石墨烯及其复合材料的吸波机理与特性,指出介电型石墨烯作为极具发展潜力的吸波复合材料具有轻质、高强、宽频、薄层的特点。从石墨烯基体与掺杂体两方面综述了介电型石墨烯吸波复合材料的研究进展。最后指出,开发损耗能力强的新型介电掺杂体、构筑多组分吸波复合材料体系、建立通用的设计方法以及探索大批量的制备方法是未来的研究方向。     

石墨烯基复合吸波材料的研究进展

石墨烯由于其独特的物理和化学性能,在吸波领域备受瞩目,成为吸波材料研究的一大热点。综述了石墨烯／磁性纳米颗粒复合吸波材料、石墨烯／导电聚合物复合吸波材料及石墨烯／纳米金属或金属氧（硫）化物复合吸波材料在吸波领域的应用研究现状,并展望了石墨烯基复合吸波材料未来的发展方向。     

石墨烯基吸波材料的研究进展

诸如铁氧体、磁性金属粒子及其合金等传统吸波材料,密度大、环境稳定性差、对电磁波的吸收弱以及吸收频带窄的缺陷限制了其在吸波领域的应用,而石墨烯因其较高的机械强度、较小的密度以及优异的介电性能受到了吸波材料领域众多学者的关注;但由于石墨烯的阻抗匹配性能较差,损耗机制比较单一,导致其吸波性能较差,因此,研究人员通常将石墨烯与其他介电损耗型或者磁损耗型材料复合来增强其吸波性能,此外对吸波剂的结构进行合理的设计也是增强其吸波性能的有效途径。结合国内外的发展状况,对石墨烯基吸波材料的制备以及性能研究做了综述性介绍,并展望了未来石墨烯基吸波材料的发展方向。     

铁磁材料/石墨烯复合吸波涂层织物的研究进展

随着信息时代的到来,电磁波在生活中无处不在,在给人们生活带来便利的同时,对人体健康的威胁也不容忽视,吸波织物可作为人类的保护衣,使其免受电磁波的危害.铁磁材料是一种以磁滞损耗、涡流损耗等磁损耗为主,同时兼具部分介电损耗能力的吸波材料,具有吸收强度高、吸收频带宽的优点.然而其抗氧化性与酸碱性差、密度大、匹配厚度大、温度稳定性差,但可通过用其他材料包覆铁磁材料形成壳核结构,这样不仅提高了其抗氧化和耐腐蚀能力,而且壳核之间形成界面极化使吸波性能提高.石墨烯自面世以来受到了广大学者的关注,其比表面积大、表面原子比例高、悬挂键多,可通过界面极化和多重散射吸收电磁波,但正因为比表面积和分子间作用力过大,导致与其他物质复合时易团聚,限制了其应用.可用Hummers法制备氧化石墨烯,再用还原剂还原,得到有较多结构缺陷及含氧官能团残留、溶解性和分散性好的还原氧化石墨烯.将铁磁材料和石墨烯复合负载到织物上,可制备出双损耗、吸收频带宽的吸波涂层织物.大多数研究者将吸波材料的种类作为研究重点,而忽略了吸波涂层对吸波效果的影响.如可利用铁磁材料的磁性和易腐蚀性质,对涂层进行粗糙度处理,增强多重反射或形成活性位点,使涂层织物吸波性能得到进一步提高.本文针对铁磁材料/石墨烯复合吸波涂层织物的研究现状,简述了铁磁材料和石墨烯的结构及吸波原理,重点阐述了铁磁材料和石墨烯吸波涂层负载到织物上的方法和研究进展,最后总结了吸波涂层优化方法.     

碳基/羰基铁复合吸波材料的研究进展

碳基/羰基铁复合吸波材料结合了各自优势,具有独特的物理化学特性和良好的吸波性能,成为近年来研究热点之一。本文结合国内外最新研究成果,介绍了羰基铁吸波剂自身改性的研究现状,将碳基/羰基铁复合吸波材料的研究成果系统归纳为6大类,即石墨烯/羰基铁复合吸波材料、碳纳米管/羰基铁复合吸波材料、碳纤维/羰基铁复合吸波材料、炭黑/羰基铁复合吸波材料、石墨/羰基铁复合吸波材料以及其他碳材料与羰基铁的复合吸波材料,并进行了详细介绍。最后,指出了碳基/羰基铁复合吸波材料未来研究亟待解决的性能调控和轻量化等问题,展望了其在宽频隐身等方面的发展前景。     

FeCo/石墨烯的制备和吸波性能

用共沉淀和高温退火相结合的方法制备了晶态FeCo/石墨烯吸波粒子,使用XRD、FESEM和TEM等手段对其晶体结构和微观形貌进行了表征。结果表明,向石蜡中添加不同质量的FeCo/石墨烯吸波粒子可制备不同含量吸波粒子的复合材料。使用微波矢量网络分析仪对不同含量吸波粒子的复合材料的电磁参数的测试和不同厚度吸波性能的模拟结果表明,吸波粒子含量为50%的材料,其吸波性能最优;厚度仅为1.6 mm的材料,有效吸收带宽为5.0 GHz(12.3~17.3 GHz)。吸波粒子优异的吸波性能,源于介电损耗和磁损耗的协同作用以及合适的阻抗匹配率和衰减常数。     

具有类似结构的石墨烯和MXene在电磁吸波领域的研究进展

石墨烯和MXene作为两大新型二维材料,均具有高电导率、大比表面积,质轻等独特的结构与性能,近年来得到广泛的关注与研究,特别掀起对具有类石墨烯结构的MXene的研究热潮。对两者的结构、吸波性能及研究现状进行对比,归纳总结其单一材料、与碳纳米管、磁性粒子、导电聚合物、碳纤维复合材料在电磁吸波领域的研究,并提炼出两者的吸波机制与吸波材料的设计原则,期待可以为基于二维材料的“薄、轻、柔、宽”新型电磁吸波材料的设计研究提供思路。     

碳基吸波材料的研究进展

随着微波技术的迅速发展,吸波材料在电子设备可靠性、医疗保健与国防安全等方面发挥着越来越重要的作用。具有厚度薄、质量轻、吸波频带宽且吸收能力强等优异性能的吸波材料引起了研究者们的极大兴趣。近年来,碳基材料由于密度低、比表面积大、介电损耗强和导电性高等特点,逐渐发展成为一类高性能吸波材料。首先,简述了吸波材料的吸波机理,并从还原氧化石墨烯(RGO)基、碳纳米管基与多孔碳基吸波材料3方面详细综述了近年来碳基吸波材料的研究进展。其次,围绕电磁参数的调控、阻抗匹配特性的提高与多种损耗机制的创建等影响吸波性能的关键因素,讨论分析了目前提高碳基材料吸波性能的方法。此外,还指出了目前碳基吸波材料存在的缺点、面临的挑战和发展前景,为吸波领域开展相关研究工作提供了借鉴。     

Certification Institutions Expected to Update and Transfer Information on Present Standards

Standards are the basis for production enterprises to organize production, ex-factory inspection, trade (delivery) and technical exchanges, product certification, quality arbitration and supervision.……     

Optimum-Simulation von Ernteprozessen

Zusammenfassung Bei der Gestaltung von Ernteprozessen — beispielsweise des Prozesses Mähdrusch, Körnertransport und -abnahme — als transportverbundene Fließarbeitsverfahren mit mindestens zwei verschiedenen Arbeitsmitteln gibt es einen großen Optimierungsspielraum. Solche Prozesse sind mehrstufige Bedienungsprozesse mit gemischter Anordnung der Bedienungseinrichtungen. Außerdem besitzen sie stark ausgeprägte räumliche Aspekte. Es wird vor allem gezeigt, welche Merkmale solcher Prozesse in Simulationsmodellen abgebildet sein müssen, welche Zielgrößen in Abhängigkeit von welchen Einflußgrößen unter Berücksichtigung welcher Prozeßbedingungen ermittelt werden sollten und wie der Bewertungsprozeß zur Ermittlung der gewünschten Informationen gestaltet werden muß.     

Brainstorming for ISO Strategy 2016-2020

正Responding to ISO’s appeal for survey for the to-be-developed ISO Strategy Plan for 2016-2020,SAC hosted a special workshop over the needs and comments of various fi elds on June 8 in Beijing.The workshop was attended by ISO President-elect and Ansteel General Manager Zhang Xiaogang,SAC Vice-Administrator Yu Xinli,and 30 experts from     

CNAS Passes APLAC's PTP Review

正The review group of Asia Pacific Laboratory Accreditation Cooperation(APLAC)carried out a 4-day peer review of the proficiency testing provider(PTP)for China National Accreditation Service for Conformity Assessment(CNAS)from July 28 to 31,2014.CNAS passed the PTP review with excellent performance.Two senior peer reviewers of APLAC made a comprehensive,rigorous and detailed review of CNAS’s PTP accreditation activities,and made the on-spot inspection of the review groups in Shanghai and Shenzhen respectively.     

新闻(英文)

正China and Greece Sign the Standardization Cooperation Agreement Witnessed by Chinese Premier Li Keqiang and Greek Prime Minister Antonis Samaras,AQSIQ Minister Zhi Shuping and ELOT Chairman and Executive Director Angelos Tolkas signed the SAC-ELOT Standardization Cooperation Agreement.The Agreement is one of the critical cooperation documents signed during Li Keqiang’s visit in Greece,encouraging China and Greece to     

Win-Win Cooperation

正The Chinese Premier Li Keqiang's recent trip to the UK has reinforced the China-UK comprehensive strategic partnership;just as the British Prime Minister David Cameron put it,"the relationship is gaining in strength,depth and understanding"after a bucket of business deals being inked worth more than 30 billion US dollars.From the first agreement signing in 2004 to the new agreement of mutual standards recognition and adoption in     

Systematic Approach for Emerging Industry

正A national directory of standards complexes for strategic emerging sectors was recently developed and released jointly by 12governmental departments,namely,SAC,NDRC,MOST,MIIT,MEP,MOA,AQSIQ,State Forest Administration,State Administration of Science and Technology for National Defense,State Oceanic Administration and National Railway Administration.     

Strictest Pollutants Emission Standards

正Four new national standards on air pollutant emission control offi cially issued by the Ministry of Environment Protection(MEP)together with AQSIQ and SAC has been brought into force from July 1,2014.The Emission standard for air pollutants of coal-burning,oil-burning and gasfi red boilers,which is the strictest emission standard historically,will tackle the stubborn pollution problem of boilers and waste incineration in most of China’s regions.     

Instructions to Authors

New Carbon Materials is a bimonthly journal published with the permission of the Ministry of Science and Technology and of the State News and Publication Agency.The journal is sponsored by the Institute of Coal Chemistry,Chinese Academy of Sciences,and is published by Science Press.Aims and Scope     

Progress on Standards Copyright Protection

正Recently,National Copyright Administration of China(NCAC)has rewarded 215 organizations and 179 individuals for their outstanding efforts on investigating standards copyright infringement and piracy in 2013.Hua Jianhua,the Deputy-Director of National Standards Copyright Protection Workgroup Office won a third prize of the national individual award.In 2012,SAC set up the national standards copyright protection working group,and developed policies to crack down standards infringement and piracy behaviors and to strengthen standards copyright protection.