吸波材料应用领域有哪些制备方法？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-12-01 00:13 标签： 吸波材料应用领域

损失机制可以大致分为以下几类：

一、电阻型损耗，是与这种吸收机理的电导率有关的电阻损耗，即电导率越大，宏观电流（包括由电的变化引起的电流）就越大。磁场和由磁场变化引起的涡流）是由载体引起的，以便于将电磁能转换为热能。

二、介电损耗，是与电极有关的一种介电损耗吸收机制，即通过介质反复极化引起的“摩擦”效应，将电磁能转化为热能消耗并消散。介电极化过程包括：电子云位移极化，极性介电矩极化，铁电畴极化和壁位移。

三、磁损耗，这种吸收机制是一种与铁磁介质的动态磁化过程有关的磁损耗。这种损耗可细分为：磁滞损耗，回旋涡流，阻尼损耗和磁后效应等。其主要来源是磁畴转向，磁畴壁位移和类似于磁滞机制的磁畴固有共振。此外，新的纳米材料微波损耗机理现在已经成为吸波材料分析中的热点。

吸波材料是一种对电磁波具有优良吸收能力的复合材料。这种吸波材料是一种复合材料，是通过对合金进行物理细化和磁场处理而形成的，以形成具有高导磁率并均匀地分散在聚合物中的磁性合金。

吸波材料原理是以电磁微波吸收器为主体，将电子设备发射的电磁波以绝缘损耗，磁损耗和阻抗损耗的方式转换为热能，以减少电磁辐射。它具有高磁导率，可选频带宽度等特点，可以根据特定频带进行开发。

吸波材料在10MHz?6GHz范围内具有良好的吸收特性，可以避免电磁干扰或二次反射引起的泄漏。产品主要是吸收贴片型，也可以根据客户要求加工成各种形状。吸波材料吸收板可用于笔记本电脑，手机，通讯柜等的电子设备腔内。

关于吸波材料有哪些类型？

在解决高频电磁干扰技术方面，屏蔽解决方案越来越无法满足规则要求。在许多设备中，对端口设置，通风和窗户的要求使得实际屏蔽方法不可能形成像法拉笼那样的完全屏蔽的笼。端口尺寸技术是高频率设备的主要威胁。此外，还有另一种让人困惑的技术。在设备有效屏蔽后，外部干扰技术得到了解决，但屏蔽系统中仍然存在电磁干扰技术，即使屏蔽导致干扰加剧，甚至导致设备无法正常工作。

吸波材料是一种能有效吸收和衰减入射电磁波的材料。它可以通过材料的各种损耗机制将入射电磁波转换成热能或其他能量形式来吸收电磁波。

与屏蔽解决方案不同，其有效性在于减少干扰电磁波的数量。它不仅可以单独吸收电磁波，还可以配合屏蔽系统，提高设备的高频效率。目前，常见的吸波材料可以应对0.72 GHz至40 GHz的电磁干扰频率范围。也可以使用更高和更低频率的吸波材料。吸波材料一般可分为涂层型，板型和结构型；吸收机理可分为电吸收型和磁吸收型；吸收结构可分为吸收型，干涉型和共振型。

吸波材料的吸收效应取决于介质内部的各种电磁机制，如德拜弛豫，共振吸收，界面弛豫，磁介质畴壁的共振弛豫，电子扩散和微涡流。目前，吸波材料的制造商和供应商主要生产和供应磁性吸波材料。

  • 三壳层Fe3O4磁性纳米吸波材料的制备与吸波性能的探究

三壳层Fe3O4磁性纳米吸波材料的制备与吸波性能的探究

标题：MOFs衍生磁性碳材料电磁吸波性能研究

培养院系：化学与化工学院  

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随着当代电子信息技术的飞速发展，电磁波的应用越来越广泛。环境中充斥的电磁波不仅干扰电磁控制系统引发设备故障，还会对人类的身心健康造成影响。因此，研发拥有良好电磁波吸收能力的吸波材料具有十分重要的意义。MOFs作为一种新型材料，由于自身的特殊性，其衍生的磁性金属粒子会均匀限域在碳材料内部，很好地解决了制备磁性碳材料时磁性粒子易团聚而导致的分布不均匀问题。此外，稳定的MOFs中通常含有Co2+，Ni2+，Fe3+等金属离子，这些离子在还原成金属单质的过程中，本身就具有催化特性，因此若对热解MOFs的气体进行控制，将可以得到磁性粒子分布均匀的磁性碳纳米管复合材料。基于此，本博士论文创新基金项目依托超常条件材料物理与化学教育部重点实验室，对MOFs衍生磁性碳材料的方法进行优化与调控，以期获得具有良好电磁吸波性能的MOFs衍生磁性碳/碳纳米管材料。

（1）利用单金属钴基MOFs衍生法，在还原气体Ar/H2的氛围中，热解ZIF-67制备了一种空心CoS2/N掺杂型碳纳米管（CoS2/NCNTs）复合材料。MOFs衍生的碳纳米管网络为负载金属硫化物提供了丰富的活性位点，中空结构可以促使电子快速传递。此外，CoS2和N掺杂碳纳米管的协同可以实现多元极化，增强界面极化损耗，达到阻抗匹配。对不同填充量的中空CoS2/N掺杂碳纳米管-石蜡复合材料的电磁吸波性能进行了研究，最终结果表明，50%填充量的CoS2/NCNTs的吸波性能最佳，在厚度为1.6mm的时候，最大反射损耗可达到-65dB，有效频宽为6.2GHz。

（2）利用双金属锌-钴MOFs衍生法，并外部添加Fe3+，在H2和N2的氛围中热解获得Co-Fe合金嵌入碳/碳纳米管复合材料。在高达800℃的热解过程中，Zn会挥发，Zn-MOFs形成一种特殊的N掺杂多孔碳材料，使其衍生物本身具有较大的表面积和孔隙率，所得到的空腔刚好用作包封引入的铁离子以形成钴铁合金并协同催化产生大量碳纳米管。通过对MOFs前体中的金属比例进行调整来控制材料衍生碳纳米管的长度和数量，可优化衍生磁性碳材料的电磁吸波性能。当前体中Zn/Co比例为6:1时，样品-石蜡中样品的填充仅需15%，厚度为2.8mm可得到最佳反射损耗-66dB的高电磁吸波性能复合材料。

（3）利用单金属镍基MOFs衍生法，从“探究哪种MOFs有机配体对应的磁性碳材料的电磁吸波性能较好”出发，制得来源于两个不同有机配体的镍基MOFs衍生Ni@C磁性复合材料（二甲基咪唑作为配体，命名为Ni@C-ZIF；苯三甲酸作为配体，命名为Ni@C-BTC）。电磁吸波性能结果表明，两种材料均具有良好的电磁波吸收性能。相比之下，Ni-ZIF衍生的Ni@C吸波性能更好，在填充率为40%，匹配厚度为2.7 mm时，Ni@C-ZIF微球的反射损耗可达到-86.8dB，厚度在1.5mm-4mm的范围内，相应的有效吸收带宽为7.4 GHz（4~11.4GHz）。同时研究表明，当MOFs有机配体为含氮配体时，引入的N掺杂会使其具有良好的电磁吸波性能。

（1）通过热解钴基MOFs，镍基 MOFs，双金属MOFs制备磁性碳复合材料，MOFs的空间限域作用使磁性纳米粒子均匀的分布在碳基体中，为制备磁性碳电磁吸波材料提供了新的方法。

（2）在对不同有机配体对应MOFs衍生制备的磁性碳复合材料的电磁参数分析对比的基础上，证明了含氮有机配体衍生的磁性碳材料具有相对优异的电磁吸波性能，是由于氮原子掺杂可以调控其近邻碳原子的电子结构，控制其表面活性，从而提高电磁波吸收性能。

（3）在双金属MOFs的基础上，外部引入Fe原子并调节前驱体中双金属原子的摩尔比可以调控MOFs衍生碳纳米管的长度与数量。证明了适当数量的MOFs衍生碳纳米管可以增强多重散射、偶极/界面极化，使材料具有优异的电磁波吸收性能。

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