石墨烯復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，電磁波的應用越來越廣泛。面對日益增長的軍事需求和愈發(fā)嚴重的電磁干擾等問題，開發(fā)出質(zhì)量輕、厚度薄、吸收強、有效吸收頻帶寬及化學穩(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熱性等優(yōu)點被用作吸波材料。但作為吸波材料使用時，石墨烯的匹配特性較差，其吸波性能不能滿足實際應用要求；因此，

2、需將石墨烯與磁性粒子復合，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合材料的吸波性能。
　　本文首先通過 Hummers法制備了氧化石墨烯，用水合肼對其進行還原得到還原氧化石墨烯(RGO)；通過向石蠟中添加不同含量的RGO，研究了復合材料的吸波性能。當RGO含量為30%，厚度為1.5 mm時，復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、含氧基團所產(chǎn)生的偶極極化松弛及離域的電子產(chǎn)生的電導損耗。
　　通過共沉淀法并后續(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。通過改變鐵氧化物的含量調(diào)節(jié)材料的電磁參數(shù)，使其滿足了匹配特性和損耗特性。當鐵氧化物含量為75.5%時，復合材料具有最優(yōu)異的

4、吸波性能。α-Fe2O3/RGO在厚度僅為1.8 mm時，最大有效帶寬為4.9 GHz(12.0-16.9 GHz)；當厚度為4.0mm時最大反射損耗為-46.6 dB(5.6 GHz)。而Fe3O4/RGO在厚度為1.8 mm時，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、電導損耗、自然共振以及交換共振等極化和共振

5、效應。
　　通過共沉淀和高溫退火法，制備了晶態(tài)FeCo/RGO高性能吸波粒子。通過改變FeCo含量，調(diào)節(jié)了復合材料的電磁參數(shù)，滿足了匹配特性和損耗特性。FeCo/RGO在厚度僅為1.6 mm時，最大有效帶寬為5.0 GHz(12.3-17.3 GHz)；當厚度為1.4 mm時，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)異的吸波性能來源于磁損耗和介電損耗的協(xié)同作用。由