【摘 要】
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随着雷达探测技术与无线通讯技术在军事领域的广泛应用,电磁波吸收材料对于军事设备隐身具有重要作用。然而传统电磁波吸收材料具有密度大、频带窄、吸波能力弱等问题,开发新型多孔材料是解决这类问题的一个有效途径。因此,本文创新性的采用多孔Al2O3为基体,利用水热法将不同吸收剂引入多孔Al2O3内部,构造出具有独特微观结构的电磁波吸收材料。本文具体研究内容如下:以多孔Al2O3作为基体,采用水热法和低温磷化
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随着雷达探测技术与无线通讯技术在军事领域的广泛应用,电磁波吸收材料对于军事设备隐身具有重要作用。然而传统电磁波吸收材料具有密度大、频带窄、吸波能力弱等问题,开发新型多孔材料是解决这类问题的一个有效途径。因此,本文创新性的采用多孔Al2O3为基体,利用水热法将不同吸收剂引入多孔Al2O3内部,构造出具有独特微观结构的电磁波吸收材料。本文具体研究内容如下:以多孔Al2O3作为基体,采用水热法和低温磷化法制备了多孔Al2O3负载CoP纳米结构（CoP@Al2O3）。得益于基体的通孔和真空浸渍,CoP可以均匀的覆盖多孔Al2O3基体的孔壁。当前驱体溶液中CoCl2·6H2O和NH4F浓度逐渐升高时,CoP的形貌逐渐由针状转变为针状与片状的复合结构,同时CoP的沉积量也逐渐增多。CoP@Al2O3的复介电常数随前驱体溶液中CoCl2·6H2O和NH4F浓度的增加而增加,主要得益于吸收剂含量的增加、界面极化和偶极子极化的增强以及三维导电网络的形成。另外,CoP@Al2O3的复磁导率虚部也随前驱体溶液中CoCl2·6H2O和NH4F浓度的增加而增加。当前驱体溶液中CoCl2·6H2O与NH4F浓度均为0.04 mol/L,样品厚度为4.0 mm时,CoP@Al2O3的最小反射损耗在9.57 GHz为-64.57 dB,对应的有效吸收频带宽（RL<-10 dB）为3.21GHz。采用一步水热法将Co2+与Fe3+引入多孔Al2O3基体制备多孔Al2O3负载FexCoyP纳米结构（FexCoyP@Al2O3）。当前驱体溶液中FeCl3·6H2O浓度增加,CoCl2·6H2O浓度减小时,FexCoyP的沉积会愈发均匀且针状结构逐渐向片状结构转变,同时吸收剂沉积量先增加后减小。Fe2Co2P@Al2O3具有相对较高的复介电常数,其实部与虚部分别为6.56-6.16和5.84-3.42。Fe3Co1P@Al2O3具有相对较低的复磁导率,其实部均值为1.05,虚部均值为0.008。当样品厚度为2.6 mm时,Fe1Co3P@Al2O3具有最佳的吸波性能,其最小反射损耗在12.4 GHz为-26.19 dB,其有效吸收带宽在9.63-12.4 GHz为2.77 GHz。采用两步水热法制备的多孔Al2O3负载FeP/CoP纳米结构（FeP/CoP@Al2O3）由针状CoP与片状FeP组成。FeP的沉积量随FeCl3·6H2O浓度的增加而增加,但其形貌在该过程中保持稳定。FeP/CoP@Al2O3的复介电常数随前驱体溶液中FeCl3·6H2O浓度的增加而增加。当前驱体溶液中CoCl2·6H2O与FeCl3·6H2O浓度分别为0.04 mol/L和0.03mol/L时,FeP/CoP@Al2O3具有最优异的吸波性能,其最小反射损耗在11.69 GHz为-55.21 dB,其有效吸收带宽在9.99-12.4 GHz为2.41 GHz。采用葡萄糖作为多孔碳纳米片（porous carbon nanosheets,PCNSs）源,CoCl2·6H2O作为Co2+源制备了多孔Al2O3负载CoP/PCNSs纳米结构（CoP/PCNSs@Al2O3）。当前驱体溶液中CoCl2·6H2O浓度逐渐增加时,CoP/PCNSs@Al2O3中CoP的沉积量逐渐增加,多孔碳纳米片/CoP的复合结构增多。另外CoP的形貌从针状与片状的复合结构转变为片状结构。CoP/PCNSs@Al2O3的复介电常数与复磁导率虚部均随前驱体溶液中CoCl2·6H2O浓度的增加而增加,而复磁导率实部则呈现相反的趋势。复磁导率的变化主要归因于高电导率引起的涡流损耗。当样品厚度为3.2 mm,前驱体溶液中葡萄糖与CoCl2·6H2O浓度分别为0.03 mol/L和0.04 mol/L时,CoP/PCNSs@Al2O3在8.94-12.09GHz频率范围内具有最宽的有效吸收频带宽3.15 GHz。
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