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空心铁基碳纤维复合材料的制备及吸波性能

复合材料学报 2024年第2期41卷 1058-1069页

作者：马茜强荣邵玉龙杨啸薛瑞陈博文中原工学院纺织学院郑州450007 黄河科技学院工学部郑州450007

为了改善因通信和电子设备的快速发展而造成的日益严重的电磁污染,解决磁性碳基吸波材料制备方法繁杂、能耗高等问题。提出了一种新型铁基碳纤维吸波材料的开发方法,以空心杨絮纤维为载体,Fe^(3+)为金属源,采用湿式化学吸附和高温碳热... 详细信息

为了改善因通信和电子设备的快速发展而造成的日益严重的电磁污染,解决磁性碳基吸波材料制备方法繁杂、能耗高等问题。提出了一种新型铁基碳纤维吸波材料的开发方法,以空心杨絮纤维为载体,Fe^(3+)为金属源,采用湿式化学吸附和高温碳热还原的方法,得到了具有优良微波吸收性能的Fe-Fe_(x)O_(y)/C复合材料。实验结果表明:随煅烧温度升高,铁组分与杨絮中含氧基团结合生成不同的铁的氧化物(Fe/Fe_(3)O_(4)/FeO),材料的矫顽力和饱和磁化强度增强,铁磁特性明显;Fe-Fe_(x)O_(y)/C-600吸收剂厚度为3 mm时,有效吸收带宽可达8.4 GHz(7.2~15.6 GHz),复合材料优异的吸波性能归因于适宜的阻抗匹配和介电损耗与磁损耗的协同增强,相互搭载的纤维结构为电磁波构筑了适宜的衰减空间,并在碳纤维导电网络中快速衰减,研究将为新型铁基碳纤维吸波材料的设计开发提供借鉴。

关键词：铁基碳纤维多孔吸波极化介电损耗磁损耗

多层级异质异构吸波超材料功能化设计及熔融沉积3D打印

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机械工程学报 2024年第3期60卷 319-327页

作者：杨贞梁庆宣段玉冰刘攀王昕李涤尘西安交通大学机械工程学院西安710049

针对吸波材料向工程应用方向发展需具备轻质和宽带吸波的关键需求,提出了一种有损谐振结构和功能化介质层调控的多层级复合异质异构吸波超材料,通过对介质层进行仿生结构化设计实现吸波超材料轻量化和宽带吸波性能。将热塑性聚合物材料... 详细信息

针对吸波材料向工程应用方向发展需具备轻质和宽带吸波的关键需求,提出了一种有损谐振结构和功能化介质层调控的多层级复合异质异构吸波超材料,通过对介质层进行仿生结构化设计实现吸波超材料轻量化和宽带吸波性能。将热塑性聚合物材料和银铜合金复合制备了特定电导率的复合材料,通过优化银铜合金重量比和复合材料的打印工艺实现了谐振结构电导率的精确控制。基于此,设计了两层有损谐振结构层来调控宽带阻抗匹配和欧姆损耗,利用双材料熔融沉积3D打印工艺实现了多层级异质异构吸波超材料的可控制备。所制备的吸波超材料等效密度为0.3 g/cm3,电磁性能测试结果表明在垂直入射条件下,吸波超材料在3.8~19.24GHz频段实现了高效吸波性能。同时,电磁波在横电波(Transverse electric,TE)和横磁波(Transverse magnetic,TM)模式下、入射角在50°范围内时,吸波超材料都具有良好的宽带吸波性能。这种多层级异质异构吸波超材料的设计和制造方法为推动吸波材料向工程应用化方向发展提供了技术支撑。

关键词：多层级异质异构吸波超材料 3D打印

碳纳米管/有机硅树脂吸波气凝胶及其复合材料的制备与性能

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复合材料学报 2024年

作者：王晓岚柳云钊孔磊师建军杨云华航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术国防科技重点实验室

基于溶胶-凝胶方法，制备不同比例多壁碳纳米管改性有机硅树脂(CNT/OSR)气凝胶和针刺石英纤维增强CNT/有机硅树脂气凝胶(QF/SC)复合材料，探究CNT含量对有机硅气凝胶及其复合材料的微观结构、防热性能和吸波性能的影响规律。研究结果表... 详细信息

基于溶胶-凝胶方法，制备不同比例多壁碳纳米管改性有机硅树脂(CNT/OSR)气凝胶和针刺石英纤维增强CNT/有机硅树脂气凝胶(QF/SC)复合材料，探究CNT含量对有机硅气凝胶及其复合材料的微观结构、防热性能和吸波性能的影响规律。研究结果表明：进行物理修饰后的CNT与有机硅树脂表现出良好的相容性，构建起了微导电、导热通道；改性后树脂的热稳定性有了明显提升，当CNT的质量分数为有机硅树脂的15wt%时，Td10提升111.1℃；QF/SC复合材料热导率在0.054～0.075 W/(m·K)之间，经600 s表面温度达1000℃的烧蚀后，最大背温为145.1℃；引入碳纳米管的QF/SC复合材料介电性能显著提高，实测8～18 GHz内反射率峰值和有效带宽分别达到-29 dB和3 GHz。该项工作有望在航空航天科学和工业领域实现新的应用。

关键词：有机硅树脂碳纳米管气凝胶吸波防热

Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)纳米复合材料的吸波和电磁屏蔽性能与机制

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材料导报 2024年第9期38卷 21-27页

作者：李月霞吴梦纪子影刘璐应国兵徐鹏飞河海大学力学与材料学院南京211100 河海大学海工装备与水下技术研究所南京211100

在电磁屏蔽领域,铁氧体是常用的涂覆型吸波剂,但以Fe_(3)O_(4)为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料,Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料的花苞状结构对电磁波... 详细信息

在电磁屏蔽领域,铁氧体是常用的涂覆型吸波剂,但以Fe_(3)O_(4)为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料,Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料的花苞状结构对电磁波的多重反射、界面极化和电磁耦合作用等使复合材料具有更好的微波吸收性能。当频率为6.74 GHz时,最小反射损耗达到-51.41 dB,对应的匹配厚度为2.8 mm,这意味着它可以吸收99.99928%的电磁波。本研究中特殊的花苞状Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料表现出优异的吸波性能,在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。

关键词： MXene Ti_(3)C_(2)T_(x)/Fe_(3)O_(4)复合材料吸波电磁屏蔽吸波剂

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导热吸波双功能粉体改性设计研究

中国塑料 2024年第6期38卷 19-24页

作者：高玮熊昌义韩飞孔泥早颜渊巍株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 湖南大学先进炭材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

以氧化铝(Al_(2)O_(3))为导热粉体,铁硅铝(FeSiAl)为吸波粉体,采用十二烷基三乙氧基硅氧烷(C12)为粉体表面改性剂,设计不同配比及粒径的导热吸波双功能粉体,填充于硅油体系制备导热吸波垫片,开发出导热吸波双功能一体化材料。结果表明,... 详细信息

以氧化铝(Al_(2)O_(3))为导热粉体,铁硅铝(FeSiAl)为吸波粉体,采用十二烷基三乙氧基硅氧烷(C12)为粉体表面改性剂,设计不同配比及粒径的导热吸波双功能粉体,填充于硅油体系制备导热吸波垫片,开发出导热吸波双功能一体化材料。结果表明,C12对Al_(2)O_(3)、FeSiAl均具有良好的亲油改性效果;当Al_(2)O_(3)∶FeSiAl质量比为20∶80时,导热吸波垫片的导热系数最高可达到5.92 W/m·K,并在4.8~6.5 GHz区间拥有良好的吸波能力,在保证高导热的前提下,赋予复合材料优异吸波能力;此外,所制试样易于压缩,在50 psi压缩应力条件下即可达到50%压缩形变,便于实际装配应用。

关键词：导热吸波改性压缩

基于花状MoS_(2)/RGO自清洁吸波纺织品的制备

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印染 2024年第6期50卷 1-5,12页

作者：赵诗怡徐丽慧蔡央芳侯雅淇罗伟储召艳戴思骏王黎明上海工程技术大学纺织服装学院上海201620 国家先进印染技术创新中心山东泰安271000

采用水热反应制备花状硫化钼/还原氧化石墨烯复合材料(MoS_(2)/RGO),并将MoS_(2)/RGO复合材料与聚二甲基硅氧烷(PDMS)协同整理到聚多巴胺(PDA)改性棉织物上,制备自清洁吸波棉织物。探讨了MoS_(2)/RGO复合材料用量、PDMS用量、浸渍时间... 详细信息

采用水热反应制备花状硫化钼/还原氧化石墨烯复合材料(MoS_(2)/RGO),并将MoS_(2)/RGO复合材料与聚二甲基硅氧烷(PDMS)协同整理到聚多巴胺(PDA)改性棉织物上,制备自清洁吸波棉织物。探讨了MoS_(2)/RGO复合材料用量、PDMS用量、浸渍时间等因素对整理棉织物疏水性能及吸波性能的影响。结果显示,当MoS_(2)/RGO质量分数为1.5%,PDMS质量分数为4.0%,浸渍时间为30 min时,整理棉织物的疏水性能最佳,水滴接触角(WCA)可达到155.2°,在波段8.2~12.4 GHz范围,匹配厚度为3.5 mm下最小反射损耗(RL_(min))值为-42.81 dB,有效吸收带宽(EAB)为2.08 GHz,展现出优异的吸波性能。同时,整理棉织物对常见液滴具有优异的防污性,可实现良好的自清洁吸波效果。

关键词：花状硫化钼/还原氧化石墨烯复合材料超疏水吸波多功能纺织品

TiCT/FeO纳米复合材料的吸波和电磁屏蔽性能与机制

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材料导报 2024年

作者：李月霞吴梦纪子影刘璐应国兵徐鹏飞河海大学力学与材料学院河海大学海工装备与水下技术研究所

在电磁屏蔽领域，铁氧体是常用的涂覆型吸波剂，但以Fe3O4为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti3C2Tx/Fe3O4复合材料，Ti3C2Tx/Fe3O4复合材料的花苞状结构对电磁波的多重反射、界面极化和电磁耦合作... 详细信息

在电磁屏蔽领域，铁氧体是常用的涂覆型吸波剂，但以Fe3O4为首的铁氧体存在一些不足。本研究采用冷冻干燥的方法成功制备了花苞状Ti3C2Tx/Fe3O4复合材料，Ti3C2Tx/Fe3O4复合材料的花苞状结构对电磁波的多重反射、界面极化和电磁耦合作用等使复合材料具有更好的微波吸收性能。当频率为6.74 GHz时，最小反射损耗达到-51.41 dB，对应的匹配厚度为2.8 mm，这意味着它可以吸收99.99928%的电磁波。本研究中特殊的花苞状Ti3C2Tx/Fe3O4复合材料表现出优异的吸波性能，在电磁屏蔽领域具有良好的应用前景。

关键词： Mxene Ti C T /Fe O 复合材料吸波电磁屏蔽吸波剂

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碳化硅基材料在电磁波吸收领域的研究进展

化学进展 2024年第1期36卷 145-158页

作者：夏元佳陈国兵赵爽费志方张震杨自春海军工程大学动力工程学院武汉430032

研究高性能电磁波吸收材料对提升武器装备隐身性能和解决电磁污染问题具有重大意义。碳化硅(SiC)材料具有良好的耐高温、抗腐蚀和化学稳定性,在电磁波吸收领域展现出良好的应用前景,然而本征SiC材料的吸波性能较弱,如何提升其吸波性能... 详细信息

研究高性能电磁波吸收材料对提升武器装备隐身性能和解决电磁污染问题具有重大意义。碳化硅(SiC)材料具有良好的耐高温、抗腐蚀和化学稳定性,在电磁波吸收领域展现出良好的应用前景,然而本征SiC材料的吸波性能较弱,如何提升其吸波性能是一个重要的研究课题。本文从SiC材料吸波机理出发,首先分析总结了不同形貌SiC基吸波材料(核壳结构、气凝胶结构、纤维结构、中空结构、MOFs结构等)的研究现状,并详细介绍了SiC与碳化硅纤维、碳材料、磁性物质等复合材料在吸波领域的研究进展,同时综述了特殊类型SiC基吸波材料(SiC基高温吸波材料、SiC基吸波超材料、SiC基多功能吸波材料)的发展现状,最后展望了其未来的发展方向。

关键词：碳化硅吸波复合材料形貌调控超材料

静电纺丝碳纳米纤维复合材料的制备及应用进展

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印染 2024年第6期50卷 84-88页

作者：杨海贞马闯周泽林李旭茹朱湘妮中原工学院纺织学院河南郑州450007

碳纳米纤维(CNFs)是由碳元素组成的一维材料,由于其具有尺寸可调、高导热性、高导电性和良好的机械阻力等优点,在能源和储能领域可以赋予材料更多新的性能。综述了近年来静电纺丝碳纳米纤维在电极、吸波、催化、吸附、传感器、储能材料... 详细信息

碳纳米纤维(CNFs)是由碳元素组成的一维材料,由于其具有尺寸可调、高导热性、高导电性和良好的机械阻力等优点,在能源和储能领域可以赋予材料更多新的性能。综述了近年来静电纺丝碳纳米纤维在电极、吸波、催化、吸附、传感器、储能材料等领域的应用进展,简要介绍了CNFs的制备方法,包括静电纺丝法和化学气相沉积(CVD)法,同时分析了CNFs复合材料在增强电化学性能方面的优势。在应用层面上,介绍了基于CNFs复合材料的匹配性,为高性能CNFs纳米材料的应用和研究提供参考依据。如何操控CNFs材料表面和化学性质,优化CNFs结构,将CNFs复合材料灵活用于特定应用,促进碳纳米纤维复合材料的应用发展。

关键词：静电纺丝碳纳米纤维传感器储能材料吸波