超蓬松掺杂石墨烯气凝胶复合材料的制备及其吸波性能

作     者：任培永 陈淼 赵科 高晓平 

作者机构：内蒙古工业大学轻工与纺织学院 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：5375-5388页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(12362012 51765051) 内蒙古自然科学基金(2017MS0102) 内蒙古科技计划项目(2020GG0282) 内蒙古高等学校支持科技领军人才和创新团队建设(JY20230103)~~ 

主　　题：复合材料 镍锌铁氧体 石墨烯气凝胶 核壳结构 吸波性能 

摘      要：伴随着智能通信的迅猛发展，信息传输带来的电磁辐射问题愈发严峻，传统吸波材料存在衰减能力差、阻抗匹配难以调节等缺点，已不能满足实际应用。本文基于电磁损耗理论、多组分协同损耗和三维多孔气凝胶构筑的设计策略，应用水热合成法制备石墨烯气凝胶（GA），在溶剂热反应中添加由MnO2包覆的镍锌铁氧体（NiZnFe2O4@MnO2）微球，与石墨烯介电材料复合，制备超蓬松磁掺杂石墨烯基复合气凝胶（NiZnFe2O4@MnO2/GA）粉体。实验测试了复合气凝胶的吸波特性，分析了热处理温度和磁掺杂量对复合气凝胶吸波性能的影响机制及规律。结果可知，热处理温度为300℃、镍锌铁氧体掺杂量为15wt%时，复合气凝胶吸波效果最优。其匹配厚度为2.9 mm时，在频率为8.72 GHz处，最小反射损耗(RLmin)达到了-47.27 dB，有效吸收带宽（EAB）为3.2 GHz，覆盖了X波段的大部分，且填料负载率仅为10wt%。本研究解决了材料阻抗匹配性差的问题，优化了吸波材料的介电损耗和磁损耗能力，满足了对吸波材料“薄、轻、宽、强的应用要求。