双壳层结构Fe_3O_4磁性纳米复合材料的合成以及微波吸收性能

Fe3O4磁性纳米颗粒具有良好的微波吸波性能,但是也有着容易被氧化、吸收频带窄等缺点.以不同粒径的Fe3O4磁性纳米颗粒为核,采用模板法制备了具有双壳层结构的Fe3O4@SiO2@SiO2纳米复合材料.不仅提高了Fe3O4磁性纳米颗粒的稳定性,引入的介电材料还可以实行阻抗匹配,改善材料的吸波性能.     

Co掺杂对RGO/Fe3O4复合材料组织结构和吸波性能的影响

研究了Co掺杂对还原氧化石墨烯(RGO)/Fe3O4复合材料结构、形貌和吸波性能的影响规律.采用一步水热法分别制备RGO/Fe3O4和Co掺杂的RGO/Fe3O4复合材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱分析Co掺杂对复合材料的微观形貌、相组成及表面元素价态的影响;利用矢量网络分析仪测定两种复合材料在2～18GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,模拟计算了Co掺杂对RGO/Fe3O4复合吸波性能的影响规律.结果表明:部分Co参与了水热反应生成了CoCO3、Co3O4和Co2O3,还有部分Co以单质形式存在,其通过正负电荷吸引机制,影响Fe3+在氧化石墨烯(GO)表面的配位,使得负载在还原氧化石墨烯(RGO)表面的Fe3O4纳米颗粒部分迁移至RGO片层间;Co掺杂改善了复合材料的导电能力和磁损耗能力,使复合材料的吸波能力显著增强.反射率模拟结果表明:掺杂后与掺杂前相比,当匹配厚度d=2.00mm时,最大反射损耗提高3.44dB,有效吸收频带拓宽2.88GHz;当匹配厚度d=2.50 mm时,最大反射损耗提高8.45 dB,有效吸收频带拓宽2.73GHz.Co掺杂对RGO/Fe3O4复合材料的结构和形貌有显著影响,并有效改善复合材料的吸波性能.     

纳米复合高分子电磁参数及吸波性能的研究

通过对纳米和非纳米铁氧体（磁粉）在导电聚合物基复合材料中吸收特性影响的对比实验,发现纳米磁粉更有利于复合对微波的吸收,并对纳米磁粉含量与复合物电磁参数的关系进行了研究。结果表明,纳米复合物的吸波效果优于非纳米复合物,当纳米磁粉与导电聚合物质量分数为20％时,可改善电磁参数,增强吸波效果。     

Ba3-xYxCO2Fe24O41铁氧体的制备与吸波性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂钇的磁铅石型系列Z型钡铁氧体纳米颗粒.通过对相结构的分析表明:Ba3-xYxCO2Fe24O41(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)样品在1300℃下烧结5h后成相主要为Z型钡铁氧体,同时伴有少量W型、Y型杂相.还对添加稀土钇及间隔一段时间后吸波性能的变化进行了研究,结果表明,掺杂适量的稀土钇(x=0.1)在微波X波段平均吸波性能达到最大,抗氧化能力也明显增强,过量或少量掺杂钇都会影响材料的吸波性能及抗氧化能力.     

纳米复相α-Fe／Nd2Fe144B材料电磁波吸收性能研究

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了Nd2Fe14B／α-Fe纳米晶双相材料，对该材料在0．5-18GHz频段的复介电常数、复磁导率进行了测试，其磁谱表现为驰豫型特征。由于磁损耗和介电损耗的共同作用，纳米复相Nd2Fe14B／α-Fe吸波材料在9—17GHz具有良好的吸波性能，其匹配厚度为1．6-2．5mm。     

纳米复相α-Fe /Nd2Fe14B材料电磁波吸收性能研究

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶双相材料,对该材料在0.5～18GHz频段的复介电常数、复磁导率进行了测试,其磁谱表现为驰豫型特征。由于磁损耗和介电损耗的共同作用,纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe吸波材料在9～17GHz具有良好的吸波性能,其匹配厚度为1.6～2.5mm。     

蛋黄-蛋壳结构Fe3O4@NC纳米立方体的制备及其吸波性能

以Fe2O3纳米立方体为模板剂,通过盐酸多巴胺原位聚合及煅烧处理制备了氮掺杂碳包裹Fe3O4(Fe3O4@NC)核壳结构立方体,进一步通过控制盐酸蚀刻Fe3O4的时间,得到新颖的蛋黄-蛋壳结构Fe3O4@NC纳米吸波材料.通过对其形貌、组成、磁性能及电磁特性的表征,讨论了结构对产物吸波性能的影响及该复合体系的吸波机理....     

纳米晶Fe85Si1Al6Cr8片状颗粒材料微波吸收特性

采用快淬工艺和高能球磨处理技术制备了纳米晶FeSiAlCr片状颗粒材料．研究了高能球磨处理工艺对材料微结构、形貌和微波电磁特性的影响。结果表明高能球磨处理使球形粉粒形状扁平化并细化其晶粒,从而使FeSiAlCr颗粒材料的微波磁导率显著提高,介电常数被有效控制．对用该材料制作的涂层吸波性能进行了计算模拟,结果表明在4GHz附近微波段具有良好吸波性能．     

含稀土纳米材料微波吸收特性的研究

在9.3GHz频率点对稀土复合氧化物与以稀土复合氧化物为基掺杂铁粉得到的吸波材料的吸波性能进行了比较,并研究了材料粒度对吸波性能的影响。结果表明：纳米稀土复合氧化物具有优异的吸波性能,是一种有发展前景的微波吸收剂。     

回收利用煤气化残渣制备新型微Fe/C复合微波吸收材料

在全球能源结构转型的背景下,煤气化技术展现出广阔应用前景,但其副产品煤气化残渣（CGR）仍未得到有效的回收利用。煤气化残渣含有丰富的碳成分,因此可以考虑作为碳基载体应用于微波吸收领域。在本研究中,通过浸渍Fe3+和还原反应制备了Fe/CGR复合微波吸收材料,并研究了磁性组分Fe的负载量对复合材料形貌和电磁性能的影响。此外,调整硝酸铁溶液的浓度,可以合理调控Fe/CGR复合材料的磁性成分负载量及其表面结构形貌。从扫描电镜照片可以看到Fe颗粒均匀地嵌入在CGR基体上,有效增加了复合材料的界面,进而增强了界面极化,进一步提高了复合材料的微波吸收性能。当Fe3+浓度为1.0 mol/L时,Fe/CGR复合材料表现出了优异的吸波性能,在涂覆厚度为2.5 mm时,最小反射损耗值可达?39.3 dB,当涂覆厚度为1.5 mm时对应的有效吸收带宽高达到4.1 GHz。本研究最终获得了兼具阻抗匹配和吸波性能的材料简易制备工艺与资源回收利用方法,所制备的Fe/CGR复合吸波材料不仅提升了CGR的回收率,而且也为微波吸收材料的合成开辟了一条新途径。     

Synthesis of CuS nanoparticles decorated Ti_3C_2T_x MXene with enhanced microwave absorption performance

MXene,a novel two-dimensional (2D) multi-layer material,has drawn unusual interest as the microwave absorbers for electromagnetic energy attenuation.Synthetic MXene-based heterostructure composites via optimizing structure is an effective strategy to endow MXene materials with high-performance microwave absorption.This study reports the fabrication and investigation of the microwave absorption performance of a sandwich-like CuS/Ti_3C_2T_xMXene composites prepared by loading CuS nanoparticles onto 2D Ti_3C_2T_xvia a solvothermal method.The morphology and electromagnetic absorption properties of this composite were investigated and the results demonstrated that the CuS/Ti_3C_2T_xcomposite with a heterolayered architecture displayed superior microwave absorption ability.With a 35 wt%filler loading in the paraffin matrix,the minimum reflection loss value reached-45.3 dB at a frequency of 7.3 GHz and the effective absorption bandwidth achieved a value as high as 5.2 GHz with a thickness of 2.0 mm.The enhanced microwave absorption performances can be ascribed to the cooperation of the conductive network,interface polarization,dipole polarization,multiple reflection and scattering.Therefore,the synthesized CuS/Ti_3C_2T_xMXene composites offer an efficient foundation for the design and utilization of other lightweight microwave absorbers.     

微波吸收剂吸波性能对比分析

为了对比不同类型微波吸收剂及其混合物的吸波性能,利用MG公式,计算了X波段电阻型碳纤维吸收剂和磁介质型铁氧体吸收剂在不同配比下的混合物的等效电磁参数,并分别分析了其吸波性能。通过对比材料的阻抗匹配特性和衰减系数表明,在铁氧体中添加碳纤维并不能提高吸波性能。虽然混合吸收剂兼具电损耗和磁损耗,可以增强对电磁波的衰减,但是由于一般的电性材料具有较高的介电常数,掺杂磁性材料会破坏材料的阻抗匹配特性,使得表面反射增强,吸波性能得不到改善。     

微波在无机材料热处理中的应用

微波是波长介于可见光与通讯波之间的电磁波。微波照射可以引起物质的发热而升温。其原理是电磁波耦合内部的极化因子并使之高频反转。文中归纳影响材料微波加热效应的材料相关因素有介电常数、损耗正切、耦合温度、材料密度等因素,列举了目前微波加热处理的关注领域,主要有微波合成、微波焊接、微波烧结等。其中,微波将在原子扩散、结晶相变和复合材料设计中发挥特殊的优势。     

纳米Fe3O4/PANI复合体系的微波电磁特性研究

用原位化学反应生成法制备了纳米Fe3O4/PANI复合材料,研究了样品在2~18 GHz范围的微波电磁特性与吸收性能以及复合材料组分对电导率、密度的影响.结果表明,Fe3O4颗粒尺寸约12.7 nm,Fe3O4在复合体系中的质量分数为35%左右时,电导率最大,密度相对较低,微波吸收率最高,吸收峰值为-21 dB,-10 dB频宽大于4 GHz,样品同时具有电损耗和磁损耗.可见,通过优化设计,纳米Fe3O4/PANI复合体系可以成为一种性能优良的微波吸收材料.     

陶瓷基复合材料微观应力分析与调控

初步分析了陶瓷基复合材料内部的微观应力及其影响因素，并结合具体的陶瓷基颗粒复合材料，阐明微观应力对材料力学性能的重要作用，并提出了通过调控材料内部的微观应力以改善材料力学性能．还研究了采用高频微波处理St3N4／TiC（P）陶瓷复合材料，利用Si3N4和TiC对微波能的不同吸收特性，调整材料内部的微观应力，提高材料的力学性能．     

锶铁氧体基复合材料吸波特性的研究

将锶铁氧体、铁砂、混合稀土氧化物按一定比例混合,充分碾磨后加工成基础材料,通过掺入一系列的不同类型的吸收介质制成复合电波吸收材料,在8~18GHz频段内测其吸波特性.通过测试各样品的反射损耗,对复合材料的损耗机理进行了探讨.     

兼具铁磁性的导电聚苯胺复合物电磁参数及吸波性能的研究

制备了两种磁性材料与聚苯胺合成的复合物,采用3cm波导式测量线在8～14GHz频率范围内．用多点拟合的实验和计算方法对这类复合聚苯胺的电磁参数及微波吸收特性参数进行了测量．实验结果表明,复合聚苯胺在吸收剂中的浓度对电磁参数及吸波性能的影响很大．对Mn-Zn铁氧体复合聚苯胺,当浓度为0．23g／cm^2时,其平均衰减为14．767dB,最大衰减为40．260dB,衰减为10dB时的频宽可达3．6GHz,是一种性能优良的微波吸收材料。     

特殊形貌纳米氧化锌的吸波性能研究

纳米ZnO作为一种新型吸波材料受到广泛关注,但对非c轴生长的ZnO纳米结构材料的吸波性能还缺乏系统研究.为了探讨ZnO纳米晶体的形貌对其吸波性能的影响,在熔盐、类离子液体等强极性介质中,合成了枝晶状、片状、锥状等非c轴生长的ZnO纳米结构材料,用XRD、SEM、TEM等对其物相、形貌进行了表征,对不同形貌的ZnO纳米结构材料的电磁性能与吸波性能进行了系统的分析,并与商品ZnO微粉的吸波性能进行了比较.结果表明,ZnO纳米片的吸波效果较好.复合了磁性材料后,ZnO的吸波性能有明显提高.     

Rational design of carbon shell-encapsulated cobalt nanospheres to enhance microwave absorption performance

Co@C core–shell nanospheres highly dispersed on carbon supports were rationally designed to improve the microwave absorbing property of the composite material, and fabricated by one pot thermal decomposition and simple annealing process. The Co nanospheres were completely encapsulated with thin carbon shells, which can effectively prevent the oxidation of the Co surface. Additionally, the particle size of Co nanospheres were properly controlled to optimize the electromagnetic property of the composite material. As a result, the lightweight Co@C/C composites with the particle size of 20 nm exhibited much enhanced microwave absorption properties. The improved microwave absorption performance is attributed mainly to the enhanced isotropic ratio and impedance matching of magnetic composites via tuning the Co particle size. Therefore, the welldesigned core-shell Co@C composite structure will provide a new insight for the development of high performance microwave absorbers.     

宽频吸声兼容电磁吸波的多功能超材料设计

超材料具有传统材料所不具备的超常物理性质,对电磁场、声场等物理场可以实现自由调控。设计了一种由多尺寸的亥姆霍兹共振器和多尺寸的金属谐振结构组成的宽频吸声兼容电磁吸波的多功能超材料,实现了对声波和电磁波的宽频双吸收。仿真结果表明：文中提出的超材料在690~927 Hz范围内具有0.8以上的高吸声系数,在9.11~11.10 GHz范围内对微波具有0.8以上的吸收系数。所提出的多功能超材料对于声波及电磁波均具有宽频、高效的吸收作用,在噪声污染防治和电磁防护方面有潜在的应用价值。