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由于电磁污染问题的日益严峻和现代国防发展的需要,人们对电磁波吸收性能好、吸收频带宽的吸波材料的需求与日俱增。大量研究表明,单一结构和组分的材料难以满足实际应用中对吸波材料的要求。由于结构设计多样性和电磁参数可调性,开发核壳结构材料被认为是提高吸波性能的有效策略,特别是以磁性纳米粒子为核和介电层为壳的核壳结构,可以充分发挥磁性和电介质成分的交叉耦合效应,引入额外的微波损耗机制,是构建新型高效吸波材料的优异模型。本实验以此为核心展开,研究了系列碳磁核壳结构吸波材料的制备、表征以及其电磁参数对吸波性能的影响。具体内容如下:(1)水热法制备了尺寸均匀,分散性较好的Fe203纳米颗粒,然后催化乙炔分解,接着通过氢气还原,制备了蛋黄结构的Fe304@C复合材料。TEM、XRD、XPS和Raman结果表明,核心Fe3O4的周围包裹了一层厚度在10 nm左右的碳层。由于还原导致体积收缩,碳层和Fe304之间形成了厚度为1nm左右的空隙层。吸波性能研究表明Fe304@C复合材料具有优异的吸波性能,复合材料在在涂层厚度为3 mm时,反射损耗在频率为10.6 GHz处达到最优值为-45.8dB;在涂层厚度为2.2mm时,Fe3O4@C复合材料的有效吸收频带宽达到-5.4GHz。(2)以氯化铁和对苯二甲酸为原料,通过水热的方法制备了 MIL-101(Fe)材料,然后再以高温热解的方式,成功制备了 Fe203/C复合材料。形貌表征显示,Fe203纳米颗粒均匀镶嵌在碳层中。吸波性能研究表明,Fe203/C复合材料具有优异的吸波性能,复合材料在厚度为1.7 mm时,反射损耗在频率为15.1 GHz处达到了最优值为-55.2 dB,有效吸收频带宽度(RL<-10 dB)也达到了 4.6 GHz。(3)以氨水和硝酸钴为原料,通过水热的方法制备了 Co3O4和Co(OH)2混合物的前体材料,然后再催化乙炔分解,制备了核壳结构的Co@C复合材料。TEM、XRD、XPS和Raman结果表明,Co纳米颗粒被碳层均匀包裹,并且碳层具有较高的石墨化程度。吸波性能研究表明,Co@C复合材料具有优异的吸波性能,复合材料在涂层厚度为2.6 mm时,反射损耗在频率为9.52 GHz处达到最优值为-54.2 dB;在涂层厚度为1.8 mm时,Co@C复合材料的有效吸收频带(RL<-10 dB)宽达4.6GHz。