论文部分内容阅读
电磁污染广泛存在于环境中，电磁波吸收是防治电磁污染的有效途径之一。随着科技的进步，对吸波材料的需求越来越大，研发具有厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强吸波材料是未来的发展方向。石墨烯具有优良的导电性、热稳定性好、电子迁移率高、低密度的优点，是一种极有发展前景的吸波材料。本文首先用化学还原氧化石墨法制备了还原氧化石墨烯，对比了不同厚度的高品质石墨烯与还原氧化石墨烯的吸波性能。高品质石墨烯吸波性能较弱，且随厚度和缺陷增加吸波性能有微小的增加，KNG-180反射损耗最低只有-0.85dB。还原氧化石墨烯由于低介电常数阻抗匹配性能好，存在的缺陷有利于电子通过从连续态到费米能级的跃迁，并且有三元弛豫过程，具有较强的电磁波吸收能力。还原氧化石墨烯比高品质石墨烯的吸波性能好得多。在7.4GHz处反射损耗峰值达-6.88dB。均匀混合还原氧化石墨烯与丁腈橡胶于二甲苯溶剂中，在常温下固化成弹性体，制成石墨烯/丁腈橡胶复合吸波材料。石墨烯片在丁腈橡胶中能均匀分散，形成大的导电网络和反角，有利于提高吸波性能。还原氧化石墨烯/丁腈橡胶复合材料在还原氧化石墨烯质量分数为10%下的计算反射损耗在2mm厚度下，16.2GHz处反射损耗最小值达到-38.70dB，反射损耗＜-10dB的频率范围在14.6GHz～18GHz。复合材料结合了还原氧化石墨烯轻质和高电磁波吸收性能与丁腈橡胶高柔韧性、可加工性以及耐高温性能优点，可以制成结构型吸波材料，具有很好的发展前景。羰基铁粉在2～18GHz频率范围具有一定的吸波性能，但只有在16～18GHz很窄的带宽下反射损耗在-10dB以下。通过简易湿法化学法制备还原氧化石墨烯/羰基铁粉复合材料，该复合材料吸波性能优越，氧化石墨和羰基铁粉质量比为3:20，在3mm厚度下可以产生以9.4GHz为中心的强而宽的吸波峰，峰值可达-52.18dB。在7.8～11.6GHz频率范围内，反射损耗低于-10dB，在8.8～10.0GHz频率范围内，反射损耗低于-20dB。提出碳桥理论解释吸波机理，该复合材料兼具磁损耗与介电损耗，有利于实现阻抗匹配和吸收频带的拓宽，且能降低复合材料的密度。