【摘 要】
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科学技术的迅猛发展,使得各式各样的电子产品被广泛应用于日常生活、工业生产甚至于军事对抗等多个领域。新型电磁吸收材料的研发因此变得尤为重要。相比于只具有单一电磁损耗机制的吸收材料,构建以碳材料为主的多元杂化结构,可引入多重耦合的电磁损耗机制,是实现轻质、强吸收和宽频兼容的新型电磁吸收材料设计思路。本论文提出基于纳米金刚石构建三元杂化结构,并研究了系列三元杂化结构的结构演变规律及电磁吸收机制。利用导电
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科学技术的迅猛发展,使得各式各样的电子产品被广泛应用于日常生活、工业生产甚至于军事对抗等多个领域。新型电磁吸收材料的研发因此变得尤为重要。相比于只具有单一电磁损耗机制的吸收材料,构建以碳材料为主的多元杂化结构,可引入多重耦合的电磁损耗机制,是实现轻质、强吸收和宽频兼容的新型电磁吸收材料设计思路。本论文提出基于纳米金刚石构建三元杂化结构,并研究了系列三元杂化结构的结构演变规律及电磁吸收机制。利用导电聚合物聚苯胺、聚吡咯等作为桥联剂,二维材料石墨烯、二硫化钼等作为骨架结构,分别构建了系列纳米金刚石三元杂化结构,并进一步探究了碳化处理对杂化结构以及电磁吸收性能的影响规律。研究发现,通过构建纳米金刚石三元杂化结构,可基于多元杂化作用、多级界面以及二维骨架结构等实现阻抗匹配及电磁吸收性能的显著提升。阐明了基于磁损耗-介电损耗耦合、多元杂化诱导偶极极化弛豫等的多重电磁损耗提升机制,并进一步探究了含氮聚合物单体种类对纳米金刚石表面、界面状态及其电磁吸收的影响规律,对轻质宽频电磁吸收材料的设计具有重要的指导意义,包含以下主要研究内容:（1）构建了聚苯胺/纳米金刚石/石墨烯三元杂化结构。研究表明,碳化处理可显著调控三元杂化作用,由氢键作用转化为多重C···N杂化作用,并实现了电磁吸收性能的显著提升。在吸波层厚度为1.8 mm时,C-PANi/ND/GE900具有最优的电磁吸收性能,表现出4.9 GHz的有效吸收带宽;（2）构建了聚苯胺/纳米金刚石/二硫化钼三元杂化结构,并研究了碳化处理前后的结构演变规律及电磁吸收性能和机制差异。碳化处理前,杂化结构在吸波层厚度为2.8 mm时,最佳RL值为-48.3 dB（12.2 GHz）;碳化处理后,杂化结构在吸波层厚度为2.5 mm时,有着RL=-17.0 dB（9.2 GHz）、RL=-41.7 dB（11.7 GHz）的双频响应吸收峰;（3）构建了聚吡咯/纳米金刚石/二硫化钼三元杂化结构,研究了含氮聚合物种类对杂化结构及其电磁吸收性能的影响规律。研究表明,杂化结构在2.3 mm吸波层厚度下,最佳RL值为-49.6 dB（12.9 GHz）,有效吸收带宽可达6.4 GHz（10.3-16.7 GHz）;（4）验证了前序章节推论,即含氮聚合物种类对纳米金刚石表、界面杂化作用及电磁吸收特性存在明显影响。选用聚1,5-二氨基蒽醌以及聚对苯二胺两种含氮聚合物模型开展了系列研究。研究表明,碳化聚对苯二胺/纳米金刚石表现出明显的铁磁性和宽频电磁吸收特性;碳化聚1,5-二氨基蒽醌/纳米金刚石则无明显的电磁吸收和磁损耗特性。
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