電子產(chǎn)品迅猛發(fā)展,在生產(chǎn)、生活、農業(yè)、工業(yè)和軍事各個領域發(fā)揮重要作用,由此產(chǎn)生的電磁輻射和電磁干擾在生活中危害人們的身體健康,影響電子設備的正常工作,尤其在軍事領域更是會影響軍事設備的正常工作,對國家和人民的安全造成威脅。而吸波材料因其在隱身、通信和信息處理技術中的應用而受到廣泛關注。這些材料通常需要在納米尺度上進行功能化,以獲得理想的介電和磁性能,從而誘導與入射電磁輻射的相互作用。本文綜述了近年來吸波材料的研究進展,包括微波吸收的基本機理,常見的相互作用途徑,以及不同種類吸波材料進行微波吸收的進展和性能評估,展望了吸波材料的未來發(fā)展方向。單一材料用來做吸波劑效果并不理想,不同類的吸波材料都有各自的特點及應用的局限性,而復合材料綜合了多種材料的優(yōu)異性能,同時其形態(tài)上的納米化又將大大增強吸波效果。要實現(xiàn)吸波材料薄、輕、寬、強的特性及滿足多頻譜范圍吸收、吸收強度高、價格低廉、耐高溫、抗輻射等更高性能的要求,需要制備納米復合吸波材料,通過調整材料的組分、配比、結構等對其電磁性和吸波性進行系統(tǒng)優(yōu)化,改善材料的綜合性能。同時也要兼容型多波段吸波材料的開發(fā)。能夠兼容米波、厘米波及毫米波等多波段吸收... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

吸波材料原理示意圖

哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文-8-收。目前，提高RGO基吸波材料的損耗能力與阻抗匹配特性主要是通過與其他材料復合，或者構建多孔結構來實現(xiàn)。3.1.1.1RGO/介電復合材料引入介電材料修飾RGO基吸波材料是提高其吸波性能的方法之一。Song等人[42]首先通過冷凍干燥法制備了三維的還原氧化石墨烯泡沫(RGO)，然后在RGO表面原位生長ZnO納米線，制備了三維RGO/ZnO復合材料。具體過程如圖3-1所示。這種獨特的三維結構不僅有效地降低了RGO的團聚和復合材料的密度，而且對阻抗匹配、介電損耗和電磁波在其內部散射都有很大的貢獻，從而提高了微波吸收性能。三維RGO/ZnO復合材料在9.57GHz時，其反射損耗最小值為-27.8dB，匹配厚度為4.8mm，有效吸收帶寬4.2GHz，覆蓋整個X波段（8.2-12.4GHz）。Zhang[43]等人采用熱解法制備了RGO/NiO復合材料，NiO的粒徑約為10-50nm，均勻地分散在石墨烯納米薄片上，會產(chǎn)生較大的介電損耗和良好的匹配特性，通過對其進行測試，結果表明，制備的RGO/NiO復合材料具有良好的吸波性能。RGO/NiO復合材料在10.6GHz下達到最小反射損耗值-55.5dB，匹配厚度為3.5mm。在匹配厚度為3.0mm時，RGO/NiO復合材料的有效吸收寬度為6.7GHz。RGO/NiO復合材料具有輕質的優(yōu)點，是一種非常有前途的電磁波吸收材料。與無機納米材料的復合能改善RGO片層在基材中分散性差的問題，還可以調節(jié)材料阻抗匹配性，提高RGO的吸波性能。圖3-1三維RGO/ZnO復合材料合成過程示意圖[42]Chen等[44]在RGO片層表面原位生長α-Fe2O3納米球(RGO-Fe2O3)，其制備過程如圖3-2所示。Fe2O3納米球被包裹在RGO片層中形成特殊的三明治結構。對其進行吸波性能的測試，在6.1GHz時，RGO-Fe2O3的最小反射損耗達到-90.2dB，涂層的匹配厚度為4.5mm；當涂層匹配厚度為2mm時，有效?

哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文-9-GHz(11.3-18GHz)。與RGO相比，RGO-Fe2O3明顯具有更優(yōu)異的吸波性能，這主要是因為獨特的三明治結構增加了RGO-Fe2O3的界面極化損耗。綜上所述，將介電材料與RGO復合，在一定程度上能夠改善RGO分散性差的缺點，同時可以提高RGO的阻抗匹配特性，并增加界面極化損耗，獲得優(yōu)異的吸波性能。圖3-2RGO-Fe2O3復合材料的制備過程示意圖[44]3.1.1.2RGO/磁性復合材料將磁性材料與RGO復合，可以增加材料的磁損耗特性，同時也可以提高其阻抗匹配特性。Yang等[45]采用一步水熱法合成了ZnFe2O4/RGO復合材料。ZnFe2O4的粒徑在10-30nm之間，且均勻地分布在RGO表面。在16.7GHz時，ZnFe2O4/RGO復合材料的最小RL達到-29.3dB，有效吸收帶寬為2.6GHz（15.4-18GHz），匹配厚度僅為1.6mm。ZnFe2O4/RGO復合材料的TEM圖和RL圖如3-3所示。圖3-3ZnFe2O4/RGO復合材料的TEM圖和RL圖[45]Kong等人[46]通過溶劑熱法制備了由γ-Fe2O3納米團簇表面修飾的還原氧化石墨烯(reducedgrapheneoxide，簡稱rGO)納米薄片的二維復合物的SEM、TEM圖像如3-3所示，結果表明，得到的二維復合材料具有較強的電磁反射損耗和較寬的有效吸收頻帶，這主要是由于在rGO上組裝的膠體納米顆粒團簇具有獨特的微觀結構。納米顆粒團簇具有更多的界面，團簇內的界面極化和rGO的電導率損失是吸收電磁波的重要因素。材料在10.09GHz時達到反射損耗最小值-59.65dB，匹配厚度為2.5mm。


本文編號：3272595