【摘 要】
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关于碳（C）基复合材料的微波吸波特性的研究已持续了半个多世纪并已获得了一些实际应用,然而硬碳（HC）基复合材料的微波吸波性能却鲜少研究。本文通过酚醛树脂和氧化锌（Zn O）纳米颗粒的混合物的热解反应,合成出了一种由直径约25 nm的Zn O纳米颗粒和厚度约100 nm的层状硬碳（LHC）镶嵌而成的新型HC基复合纳米材料,层状硬碳@Zn O纳米颗粒（LHC@Zn ONPs）,然后通过高温真空退火方法
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关于碳（C）基复合材料的微波吸波特性的研究已持续了半个多世纪并已获得了一些实际应用,然而硬碳（HC）基复合材料的微波吸波性能却鲜少研究。本文通过酚醛树脂和氧化锌（Zn O）纳米颗粒的混合物的热解反应,合成出了一种由直径约25 nm的Zn O纳米颗粒和厚度约100 nm的层状硬碳（LHC）镶嵌而成的新型HC基复合纳米材料,层状硬碳@Zn O纳米颗粒（LHC@Zn ONPs）,然后通过高温真空退火方法将所合成的LHC@Zn ONPs中的纳米颗粒蒸发去除,获得多孔层状硬碳（PLHC）材料,最后,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱仪和矢量网络分析仪等对所合成的复合材料的形貌、元素成分、结构和吸波性能等进行了系统的表征,并讨论了其“结构-吸波性能”关系。对比测试和分析结果表明:（1）当LHC@Zn ONPs与石蜡的填料比为1:1.5时,在3.3 mm的吸收厚度下可获得的最佳反射损耗值达到了-38 d B,对应的有效吸收带宽为5.7 GHz。LHC@Zn ONPs的优异吸波性能可归因于Zn O/HC和LHC/LHC界面的界面极化,以及由HC层中的缺陷、纳米孔和残留有机官能团引起的增强的偶极极化等;（2）当PLHC与石蜡的填料比为1:5时,最佳反射损耗值在2.8 mm的吸收厚度下达到-42 d B,有效吸收带宽在3.7mm的吸收厚度下达到6.6 GHz。PLHC的优异吸波性能是因为纳米孔增加了入射微波在样品中的反射次数,增大了能量的损耗;同时,HC中存在大量的缺陷也增加了样品的极化损耗。本文的研究结果表明HC基复合材料具有优异的吸波性能,可为高性能吸波材料的合理设计提供新的研究思路。图31幅,表3个,参考文献161篇
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