電磁功能材料在解決現(xiàn)代民用等領域的電磁波污染方面發(fā)揮著越來越重要的作用,尤其是吸波材料,即將電磁波轉換為其他形式的能量(如機械能、電能和熱能)而消耗掉的材料。傳統(tǒng)的吸波材料(如鐵氧體等磁性材料)主要注重對電磁波的強衰減,而忽略了材料本身的厚度和密度等問題,導致其無法適應下一代電磁波吸收材料具有薄、輕、寬、強的發(fā)展要求。石墨烯基材料因其優(yōu)異的結構和衰減能力較強,在電磁波吸收方面具有廣闊的應用前景。然而,單組分石墨烯吸收劑仍存在微波吸收能力差,衰減機制單一和阻抗失配等問題,無法滿足高精密器件的需求。
為解決上述問題,我們采用獨創(chuàng)的催化裂解法開發(fā)出立體結構石墨烯粉體新材料。三維立體蜂窩狀結構解決了二維石墨烯中石墨烯片層團聚、高導電性和阻抗失配等問題,有利于提高微波吸收性能。此外,具有多種雜化組分的石墨烯豐富了表面電荷分布,增強極化弛豫損耗,同時引入磁性因子,增強磁損耗,實現(xiàn)電磁協(xié)同損耗效應,極大地增強了石墨烯多頻段響應,拓寬吸收頻寬和損耗能力。
采用獨創(chuàng)的催化裂解技術制備出三維立體蜂窩狀石墨烯吸波粉體,具有獨特的三維立體結構,有利于電磁波發(fā)生多重反射損耗,解決了二維石墨烯片層團聚和磁性顆粒團聚的現(xiàn)象。此外,具有多重雜化組分的石墨烯豐富了表面電荷分布,增強極化弛豫損耗,同時引入磁性因子,增強磁損耗,實現(xiàn)電磁協(xié)同損耗效應。
催化裂解制備的石墨烯吸波粉體負載量僅8%,厚度d= 1.6mm時,電磁波反射損耗值RLmin= -50.3dB(電磁波吸收> 99.9%),有效吸收頻寬EAB= 4.7GHz(如圖2 所示)。具有優(yōu)異的阻抗匹配使電磁波盡可能被吸收,介電損耗和磁損耗對入射電磁波協(xié)同作用衰減電磁波。由于吸波材料在裝備隱身和民用重要作用,該技術所研發(fā)的石墨烯粉體基電磁吸波材料,為發(fā)展下一代具有薄、輕、寬、強的吸收材料提供了可量產(chǎn)的技術方案,具有廣泛的應用前景。
由于吸波材料在裝備隱身和民用重要作用,該技術所研發(fā)的石墨烯粉體基電磁吸波材料,為發(fā)展下一代具有薄、輕、寬、強的吸收材料提供了可量產(chǎn)的技術方案,具有廣泛的應用前景。
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