【摘 要】
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随着科学技术的不断发展,5G时代已经来领,电磁波的应用已经涉及到各个领域,特别是在工业生产、医疗诊断和国防建设方面。然而,电磁污染日益凸显,给我们的生活环境和国防安全带来了巨大的威胁,因此,开发设计高性能电磁波吸收材料是近年来的研究重点。碳材料具有优秀的介电性能,而磁性颗粒具有良好的磁性能,通过复合等手段可以有效调控材料的介电常数和磁导率,以同时达到阻抗匹配和衰减特性。因此,磁性金属/碳基纳米复合
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随着科学技术的不断发展,5G时代已经来领,电磁波的应用已经涉及到各个领域,特别是在工业生产、医疗诊断和国防建设方面。然而,电磁污染日益凸显,给我们的生活环境和国防安全带来了巨大的威胁,因此,开发设计高性能电磁波吸收材料是近年来的研究重点。碳材料具有优秀的介电性能,而磁性颗粒具有良好的磁性能,通过复合等手段可以有效调控材料的介电常数和磁导率,以同时达到阻抗匹配和衰减特性。因此,磁性金属/碳基纳米复合材料仍是目前最理想的吸波材料。然而,传统的制备方法仍有许多不足,例如时间消耗较大,功率耗散较高,生产效率较低,因此合成此类纳米复合材料仍然是一个巨大的挑战。基于此,本文提出了一种超快的含能金属有机框架(EMOF)爆燃方法,通过一步热解释放巨大的热量,将EMOF转化为磁性纳米颗粒,同时将氧化石墨烯(GO)转化为还原氧化石墨烯(rGO)。主要内容如下:(1)采用共沉淀法制备了EMOF;并通过引入GO合成EMOF/GO爆燃前驱体。研究GO的引入对EMOF形貌结构的影响,并且利用高速摄像来探究EMOF/GO的爆燃特性。结果表明:GO的引入能够减少E-MOF的堆积作用,使其均匀分散到GO上;并且GO的引入可以促进EMOF在爆燃过程中的分解,同时为爆燃产物提供大量的形核位点,有利于纳米颗粒均匀分散,减少团聚。(2)以Fe-BTO/GO为前驱体,通过爆燃法快速制备Fe3O4超细纳米颗粒,并均匀分散于被还原的GO上,最终得到了Fe3O4/rGO复合材料。研究Fe-BTO:GO的相对含量对爆燃产物物质组成、形貌结构和吸波性能的影响。结果表明:当Fe-BTO:GO的摩尔比为6:1时,材料最小反射损耗RL能达到-67.03 d B,厚度匹配仅为2.8 mm。吸波性能达到最佳的原因:Fe3O4的引入使得复合材料达到了良好的阻抗匹配,因此电磁波可以最大化进入材料内部;同时Fe3O4纳米颗粒自然共振所产生的磁损耗,以及Fe3O4与rGO界面极化作用产生的介电损耗可以尽可能地消耗电磁波能量。(3)以FeCo-BTO/GO为前驱体,通过爆燃法快速制备FeCo合金纳米颗粒,并均匀分散于被还原的GO上,最终得到了FeCo/rGO复合材料。研究FeCo-BTO:GO的相对含量对爆燃产物物质组成、形貌结构和吸波性能的影响。结果表明:当FeCo-BTO:GO的摩尔比为4:1时材料最小反射损耗RL能达到-62.03 d B,匹配厚度为2.8 mm。吸波性能达到最佳的原因:FeCo纳米颗粒的引入大大改善了复合材料的阻抗匹配;同时FeCo纳米颗粒能够通过涡流损耗和自然共振的形式产生磁损耗,以及FeCo与rGO界面极化作用产生的介电损耗可以尽可能地消耗电磁波能量。
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