【摘 要】
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随着电磁技术的高速发展,电子电器设备为人类生产生活创造了极大便利,但同时也带来了严重的电磁辐射污染问题。电磁波吸收材料能够从根本上解决电磁辐射污染问题。磁性碳基复合材料凭借其密度低、化学稳定性强、兼备磁损耗和介电损耗的特点被认为是最具潜力的吸波材料候选者。本课题以三聚氰胺为碳源,运用简单热解法制备出具有一维结构的铁/碳复合材料,系统地讨论热解温度、金属掺杂对其微观形貌、化学组成的影响,并进一步分析
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随着电磁技术的高速发展,电子电器设备为人类生产生活创造了极大便利,但同时也带来了严重的电磁辐射污染问题。电磁波吸收材料能够从根本上解决电磁辐射污染问题。磁性碳基复合材料凭借其密度低、化学稳定性强、兼备磁损耗和介电损耗的特点被认为是最具潜力的吸波材料候选者。本课题以三聚氰胺为碳源,运用简单热解法制备出具有一维结构的铁/碳复合材料,系统地讨论热解温度、金属掺杂对其微观形貌、化学组成的影响,并进一步分析其吸波性能的影响因素。制备得到包裹着Fe/Fe3C纳米颗粒的氮掺杂碳纳米管（Fe/Fe3C@NCNTs）。精细的一维豌豆状结构赋予了该材料沿轴向消散电磁波的独特优势。研究表明,随着热解温度的提高,材料中Fe3C的形成受到抑制,并且碳含量明显降低。与普通磁性碳基吸波材料相比,这种新型复合材料的介电损耗和磁损耗之间具有良好的互补性,因此它们的电磁波吸收性能不容易受到热解温度的影响。在600oC-700oC范围内,材料的电磁波吸收性能保持稳定,其中Fe/Fe3C@NCNTs-600具有最良好电磁波吸收性能,最大反射损耗值在3.6 GHz时可达到-46.0 dB（d=4.97 mm）,综合有效吸收带宽达到14.8 GHz（d=1.0 mm-5.0 mm）。为进一步改善Fe/Fe3C@NCNT复合材料的电磁波吸收性能,通过镍掺杂对样品进行改性,合成得到豌豆状包裹着Fe/Fe0.64Ni0.36合金粒子的氮掺杂碳纳米管(Fe/Fe0.64Ni0.36@NCNTs)复合材料。该材料中存在大量的Fe/Ni异原子界面,能够通过电子转移和自旋极化作用增强其介电损耗性能。研究表明FeCl3·6H2O和NiCl2·6H2O投料摩尔比为95:5和90:10的热解产物具有良好的电磁波损耗能力和阻抗匹配特性,吸波性能优异,其最大反射损耗值分别为-72.0 dB（6.8 GHz,2.7mm）和-28.7 dB（18.0 GHz,1.1 mm）,有效吸收带宽分别为15.0 GHz（3.0 GHz-18.0 GHz）和15.2 GHz（2.8 GHz-18.0 GHz）,该研究为磁性碳基微波吸收材料的研究发展提供新的实验思路。
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