【摘 要】
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电磁波的广泛应用变革了人类的生产、生活方式,但与此同时也带来了很多负面影响,发展性能优良的吸波材料迫在眉睫。近年来,碳材料被广泛用于电磁波吸收领域,然而,单纯的碳材
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电磁波的广泛应用变革了人类的生产、生活方式,但与此同时也带来了很多负面影响,发展性能优良的吸波材料迫在眉睫。近年来,碳材料被广泛用于电磁波吸收领域,然而,单纯的碳材料阻抗匹配性能较差,吸波效果不理想,因此必须发展以碳材料为基体的复合材料。其中石墨纳米片的密度低、吸波性能良好,是良好的碳材料基体;此外,生物碳材料由于其可再生性以及低密度等特性引起了广泛关注。本文主要以碳材料为基体,通过简单易行的方法,与铁氧化物FexOy（α-Fe2O3、Fe3O4、Fe）以及碳化硅（SiC）复合,制备性能优异的新型吸波材料,并探究其吸波性能和吸波原理,主要研究内容如下:通过简单的共沉淀然后在不同条件下热处理的方法合成石墨纳米片/FexOy复合吸波材料。与传统的石墨/磁性颗粒复合材料相比,所获得的石墨纳米片/FexOy复合吸波材料表现出优异的电磁波吸收性能。吸收剂/石蜡复合材料的最小反射损耗（RL）在4.16 GHz下达到-42.1 d B,低于-10 d B（90%的电磁波被吸收）的带宽达到4.4 GHz（11.04-15.44 GHz）,对应样品厚度为2 mm。为探究生物碳材料在吸波领域的应用前景,分别以棉纤维、黄麻纤维、竹纤维以及玉米叶子作为生物碳源,仍然采用共沉淀而后热处理的方法制备出了生物碳/FexOy复合吸波材料,其中所制备的玉米叶/Fe的最小反射损耗在14.56 GHz处达到-41.1 d B,有效吸波带宽达到5.04 GHz（12.48-17.52 GHz）,展现出优异的吸波性能,为生物碳电磁波吸收材料的设计开发提供了思路。根据电磁吸波理论,为了进一步改善阻抗匹配,提高吸波性能,在共沉淀的过程中加入硅溶胶,而后进行热处理,从而制备出石墨纳米片/SiC/FexOy复合吸波材料。SiC的引入调节了复合材料的电磁参数,改善了其阻抗匹配性能,大大拓宽了该复合材料的吸收频段。石墨纳米片/SiC/α-Fe2O3复合材料的最小反射损耗在14 GHz下达到-41.8 d B,仅在2 mm的厚度上的有效吸收带宽达6.56 GHz（11.28-17.84 GHz）。详细探究了反应过程原理及吸波机理。
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