石墨烯復(fù)合材料吸波性能研究.pdf

1、隨著電子通訊行業(yè)和軍事技術(shù)的發(fā)展，電磁波的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。面對(duì)日益增長(zhǎng)的軍事需求和愈發(fā)嚴(yán)重的電磁干擾等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出質(zhì)量輕、厚度薄、吸收強(qiáng)、有效吸收頻帶寬及化學(xué)穩(wěn)定性好的吸波材料顯得尤為重要。石墨烯，因其優(yōu)異的光、熱、力、電等性能，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便引起了各行業(yè)科研工作者的廣泛關(guān)注，被視為一種顛覆性材料。而石墨烯也因超大的比表面積和良好的導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)被用作吸波材料。但作為吸波材料使用時(shí)，石墨烯的匹配特性較差，其吸波性能不能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用要求；因此，

2、需將石墨烯與磁性粒子復(fù)合，提高石墨烯的匹配特性，并結(jié)合石墨烯的電損耗和磁性粒子的磁損耗以提高石墨烯復(fù)合材料的吸波性能。
　　本文首先通過(guò) Hummers法制備了氧化石墨烯，用水合肼對(duì)其進(jìn)行還原得到還原氧化石墨烯(RGO)；通過(guò)向石蠟中添加不同含量的RGO，研究了復(fù)合材料的吸波性能。當(dāng)RGO含量為30%，厚度為1.5 mm時(shí)，復(fù)合材料有效吸收帶寬為4.7 GHz(13.3-18.0 GHz)，在15.9 GHz處最大吸收為-18.3

3、 dB。其良好的吸波性能源于RGO中殘余缺陷、含氧基團(tuán)所產(chǎn)生的偶極極化松弛及離域的電子產(chǎn)生的電導(dǎo)損耗。
　　通過(guò)共沉淀法并后續(xù)還原氧化石墨烯制備了枸杞狀α-Fe2O3/RGO高性能吸波粒子。將α-Fe2O3/RGO在500℃高溫退火1 h后，α-Fe2O3/RGO轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑯泳哂袃?yōu)異吸波性能的Fe3O4/RGO。通過(guò)改變鐵氧化物的含量調(diào)節(jié)材料的電磁參數(shù)，使其滿(mǎn)足了匹配特性和損耗特性。當(dāng)鐵氧化物含量為75.5%時(shí)，復(fù)合材料具有最優(yōu)異的

4、吸波性能。α-Fe2O3/RGO在厚度僅為1.8 mm時(shí)，最大有效帶寬為4.9 GHz(12.0-16.9 GHz)；當(dāng)厚度為4.0mm時(shí)最大反射損耗為-46.6 dB(5.6 GHz)。而Fe3O4/RGO在厚度為1.8 mm時(shí)，最大有效帶寬為4.6 GHz(12.0-16.6 GHz)，最大反射損耗為-42.6 dB(13.4 GHz)。復(fù)合材料優(yōu)異的吸波性能源于偶極極化松弛、界面極化松弛、電導(dǎo)損耗、自然共振以及交換共振等極化和共振

5、效應(yīng)。
　　通過(guò)共沉淀和高溫退火法，制備了晶態(tài)FeCo/RGO高性能吸波粒子。通過(guò)改變FeCo含量，調(diào)節(jié)了復(fù)合材料的電磁參數(shù)，滿(mǎn)足了匹配特性和損耗特性。FeCo/RGO在厚度僅為1.6 mm時(shí)，最大有效帶寬為5.0 GHz(12.3-17.3 GHz)；當(dāng)厚度為1.4 mm時(shí)，最大吸收為-41.7 dB(17.1 GHz)。討論了其介電損耗特性和磁損耗特性；結(jié)果表明FeCo/RGO優(yōu)異的吸波性能來(lái)源于磁損耗和介電損耗的協(xié)同作用。由