【摘 要】
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在民用和军用领域,迫切需要研制出吸波效果好、物理性能优越的电磁波吸收材料。还原氧化石墨烯（RGO）继承了石墨烯优秀的物理特性,同时其残存的缺陷和含氧基团,能有效改善阻抗匹配和增强极化损耗,因此被认为在微波吸收领域具有很强的应用前景。把二维RGO片进一步堆叠成三维多孔结构,可以成为其他材料附着的框架,带来更好的吸波效果。本文把片状聚苯胺（PANI）和铁/碳（Fe@C）纳米盒附着石墨烯片上,分别制备了
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在民用和军用领域,迫切需要研制出吸波效果好、物理性能优越的电磁波吸收材料。还原氧化石墨烯（RGO）继承了石墨烯优秀的物理特性,同时其残存的缺陷和含氧基团,能有效改善阻抗匹配和增强极化损耗,因此被认为在微波吸收领域具有很强的应用前景。把二维RGO片进一步堆叠成三维多孔结构,可以成为其他材料附着的框架,带来更好的吸波效果。本文把片状聚苯胺（PANI）和铁/碳（Fe@C）纳米盒附着石墨烯片上,分别制备了三维还原氧化石墨烯/聚苯胺（RGO/PANI）气凝胶和三维还原氧化石墨烯/铁@碳（RGO/Fe@C）气凝胶,并对其形貌、结构和电磁特性进行了研究。随后利用已经制备成功的RGO/PANI和RGO/Fe@C作为板层的填充物,设计了一种新型双层吸波涂层,通过软件仿真研究了其反射损耗和吸收机理。具体研究内容如下:（1）通过两步自组装的方法制备了RGO/PANI气凝胶。PANI纳米片均匀地分布在RGO框架上并形成了PANI导电网络,拓展了载流子的导电路径。随着RGO/PANI气凝胶中PANI含量的增加,复合物的微波吸收表现呈现先增强后变差的趋势。电导率的变化是导致这种趋势的主要因素。优化的RGO/PANI气凝胶在仅3%的负载下即可达到-48 d B的最佳吸收损耗,合格的吸收带宽覆盖了整个12～18 GHz。（2）采用一锅法制备了三维RGO/普鲁士蓝前体,通过进一步热解,最终制备了RGO/Fe@C气凝胶。热解之后,普鲁士蓝中的有机配体石墨化,铁离子和亚铁离子被还原成铁单质,最终普鲁士蓝转变成了中空立方体结构的Fe@C纳米盒。在三维石墨烯的介电损耗与单质铁的磁损耗的协同效应下,RGO/Fe@C复合材料取得了良好的阻抗匹配和电磁衰减能力。本文通过调控复合物中Fe@C的量,探究了RGO/Fe@C气凝胶的外貌和电磁特性的变化。最终,RGO/Fe-2在2.5 mm的厚度下,最小的反射损耗为-43.5 d B。（3）以上述制备成功的RGO/PANI气凝胶和RGO/Fe@C气凝胶作为板材填充物,设计了一种新型双层吸波涂层。由软件仿真结果得出,以0.5 mm厚的RGO/Fe@C气凝胶（重量比为3%）作为匹配层,以1.8 mm厚的RGO/PANI气凝胶（重量比为3%）作为吸收层时,双层吸波涂层取得的最佳的微波吸收性能。通过对吸收机理仿真得到,功率损耗集中在匹配层,且损耗机制主要是介电损耗。
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