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微波吸波材料是军事、信息和环保科学领域的重要研究课题,目前国内外对新型导电高分子/铁氧体复合吸波材料研究十分关注。能够将介电损耗和磁损耗有机结合起来的导电聚苯胺/铁氧体纳米复合颗粒作为新型微波吸波材料具有广阔的应用前景。导电聚苯胺(PANI)作为一种典型的电阻型吸波材料因原料易得、结构多样、掺杂机制独特、具有较高的电导率,加之其加工可能性和环境稳定性,到目前为止己成为最受关注的导电高分子品种之一。本论文首次采用化学氧化物法制备了盐酸掺杂聚苯胺包覆锶铁氧体、锂锌铁氧体、钴锌铁氧体等系列样品,并采用羰基铁粉、碳纤维等对复合吸波剂进行掺杂。样品性能表征采用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外衍射分析仪、透射电镜(TEM)、网络矢量分析仪等测试手段,系统而深入地研究了样品结构、表面形貌、吸波性能、掺杂及复合层厚度的因素对吸波性能的影响。得到以下主要结论:1、成功制备出具有核-壳结构的PANI/锶铁氧体纳米复合微粒。实验发现,复合微粒中的PANI与SrFe12O19和Li0.45Zn0.1Fe2.45O4之间存在着化学键合作用,其吸波性能与被包覆铁氧体含量有很大关系,当铁氧体质量百分含量15wt%时的吸波性能最佳。2、系统地比较了PANI包覆锶铁氧体、锂锌铁氧体和钴锌铁氧体等系列的吸波特性。实验发现,PANI/Li0.45Zn0.1Fe2.45O4复合微粒吸波性能最好,其-8dB带宽达5GHz,最大损耗为26.1dB,且最小面密度为0.28g·cm-2;我们还首次将PANI同时包覆两种铁氧体,实验结果发现,质量百分比为1:1时吸波性能较好,其吸波性能比包覆单一铁氧体的吸波性能更好,主峰峰位有向低频移动的趋势,并发现该类复合吸波材料的最佳匹配厚度为1.8mm,具有明显的实际应用价值。3、采用羰基铁进一步掺杂的系列复合吸波剂均有效的增加了样品的-8dB带宽,最宽达到8.8GHz,也具有明显的实际应用价值;采用碳纤维和石墨片掺杂PANI/铁氧体复合吸波剂,实验发现,含量为0.04%普通碳纤维以特殊的方式排布时有利于降低样品的密度。同时,可以通过碳纤维的排布方式调整吸收体的电磁参数,对吸收剂的阻抗匹配设计具有指导意义,也为开展碳纤维和石墨片掺杂PANI/铁氧体复合吸波剂的实验、应用和机理研究提供了有价值的实验数据和结论。我们所制备的新型导电聚苯胺/铁氧体纳米复合微波吸波剂具有优异的吸波性能,其最佳-8dB带宽达8.8GHz,匹配厚度为1.8mm,最小面密度为0.28g·cm-2。通过进一步的掺杂,优化了吸波剂的吸收性能,在(2-18)GHz雷达波段,获得了吸收性能符合实际使用要求的高性能优质复合微波吸波剂。本课题的研究也为进一步开展PANI/铁氧体复合吸波剂的实验、应用和机理研究提供了有价值的实验数据和结论。