發(fā)布時(shí)間：2022-01-24 19:27

　　雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)和電子通信的高速發(fā)展,伴隨而來(lái)的電磁輻射日趨嚴(yán)重,不僅干涉周?chē)碾娮釉O(shè)備工作,且危害人類(lèi)健康。因此,對(duì)電磁波吸收材料的需求及其吸收性能的要求都隨之提高。傳統(tǒng)的吸波材料在重量、厚度、吸收帶寬和強(qiáng)度等方面仍有欠缺,故急需設(shè)計(jì)和制備性能優(yōu)異的吸波材料滿(mǎn)足實(shí)際需求。碳材料因介電損耗能力強(qiáng)、質(zhì)量輕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)而備受關(guān)注。磁性金屬具備強(qiáng)磁損耗、易合成等優(yōu)點(diǎn)被最早運(yùn)用于吸波領(lǐng)域。將碳材料和磁性材料復(fù)合形成的碳質(zhì)磁性金屬?gòu)?fù)合材料可以結(jié)合兩種材料的優(yōu)點(diǎn),進(jìn)而優(yōu)化吸波材料性能。因此,本文著重探究構(gòu)筑不同結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)磁性復(fù)合材料,通過(guò)多重?fù)p耗機(jī)制和調(diào)節(jié)材料阻抗匹配,優(yōu)化材料的吸波性能。具體內(nèi)容如下:1.利用乙二胺四乙酸（EDTA）作為分散劑和螯合劑,成功地合成了一系列超輕三維納米鎳修飾的氮摻雜氧化還原石墨烯氣凝膠（N-rGA/Ni）。通過(guò)電鏡分析證實(shí)了鎳納米顆粒均勻而牢固地分布在石墨烯片上。煅燒溫度對(duì)于材料的碳石墨化程度、氮摻雜量、納米鎳顆粒尺寸和磁性產(chǎn)生了直接作用,從而調(diào)變產(chǎn)物N-rGA/Ni的介電損耗和磁性損耗,進(jìn)一步影響材料的吸波性能。其中,煅燒溫度為600℃時(shí)得到的樣品N-rGA/... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）2-18GHz的頻帶劃分

第二章實(shí)驗(yàn)藥品和儀器圖1.1（a）2-18GHz的頻帶劃分。（b）運(yùn)用于生活中的各種電磁波設(shè)備1.2電磁波吸波材料的機(jī)理1.2.1電磁波的入射與反射當(dāng)入射電磁波照射到材料表面時(shí)，大部分電磁波會(huì)進(jìn)入吸波材料內(nèi)部，在吸波材料內(nèi)部進(jìn)行多次反射和散射，和吸波材料相互作用，將電磁能轉(zhuǎn)換為熱能，最終通過(guò)熱能耗散。還有很少的一部分電磁波在材料表面反射和從吸波材料中透過(guò)回到大氣中，如圖1.2所示。想要吸波材料達(dá)到理想的效果，一方面要保證入射波能夠盡可能多的進(jìn)入材料內(nèi)部，而不是反射。這就要求吸波材料的阻抗和自由空間阻抗相匹配[16]。另一方面，是電磁波進(jìn)入材料內(nèi)部后，吸波材料的損耗能力強(qiáng)，能后將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能，而不是從材料中透過(guò)。因此，反射波越少，對(duì)材料的吸收性能越好。故必須調(diào)整自由空間和吸波材料間的阻抗和提高衰減能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的吸收。圖1.2電磁波入射到吸波材料后的情況示意圖3

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文圖1.4（a）S-NCFs材料的制備過(guò)程示意圖（b）S-NCFs的SEM圖（c）S-NCFs的反射損失值圖[31]碳材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在眾多介電損耗機(jī)制的材料中脫穎而出，但是碳材料的損耗機(jī)理單一，且大多數(shù)碳材料的介電常數(shù)實(shí)部過(guò)高，導(dǎo)致阻抗不匹配，難以滿(mǎn)足現(xiàn)階段對(duì)吸波材料的需求。1.3.2磁性吸波材料的研究進(jìn)展磁性材料自電磁波通訊時(shí)代開(kāi)始，就被大量運(yùn)用于微波器件中。磁性材料作為研究最廣泛的吸波材料之一，由于其強(qiáng)大的磁損耗、制備簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等原因一直廣受追捧。如圖1.5所示，Li等[33]人以Fe2O3為犧牲模板制備3D花狀Fe3O4/Fe材料。材料中Fe3O4和Fe的比例對(duì)吸波性能產(chǎn)生重要的影響。經(jīng)性能優(yōu)化后，即在350℃氬氣氛圍下還原Fe2O3得到的產(chǎn)物（F-350，F(xiàn)e含量為27.9%），材料的吸波性能在頻率為17.5GHz，涂層厚度為1.5mm，反射損失值達(dá)到-56dB。良好的吸波性能一方面是由于材料的3D花狀結(jié)構(gòu)以及Fe3O4和Fe異質(zhì)相之間的界面能差異，極大地改善了材料的介電損耗。另一方面，F(xiàn)e的含量高，打破了Snoek限制在高頻區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)磁損耗。8

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含石墨烯導(dǎo)電吸波復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 于永濤,劉元軍,趙曉明.  絲綢. 2020(04)
[2]淺談吸波材料的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 姜浩田.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(24)
[3]吸波材料研究新進(jìn)展[J]. 胡小賽,沈勇,王黎明,鄭景景,程洋,邢亞均.  炭素技術(shù). 2016(02)
[4]石墨烯基吸波材料研究新進(jìn)展[J]. 胡小賽,沈勇,王黎明,程洋,鄭景景.  宇航材料工藝. 2015(06)

碩士論文
[1]中空碳納米球復(fù)合Fe3O4和Co的電磁波吸收性能研究[D]. 張珍.燕山大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3607166