一维纳米晶/碳材料具有大的长径比,易形成三维网状结构,有利于提高电子的传输能力和加快热能的耗散速度。而静电纺丝是一种简单、低成本和高效的制备纳米晶/碳纳米纤维的方法。相比于铁氧体,FeCo和Fe₃C具有更大的饱和磁化强度,有望提供大的磁导率。基于此,我们通过静电纺丝制备了FeCo/C和Fe₃C/C纳米纤维,并对它们的电磁波吸收性能进行研究。主要内容如下:1. FeCo合金具有高饱和磁化强度、低矫顽力、高居里温度和低磁晶各向异性等特性,是一种优异的磁损材料。采用静电纺丝制备出密度为1.1 g/cm³的轻质FeCo/C纳米纤维。其中,超小的FeCo纳米晶颗粒均匀地分布在碳纤维中。结果显示,FeCo/C纤维材料在质量分数为40%时具有良好的阻抗匹配条件和较高的衰减能力,表现出优异的电磁波吸收性能:在厚度为2.6 mm时,在13.2 GHz处,最小RL值为-59.9 d B,相应有效吸收带宽为6.0 GHz。吸波机理表明,FeCo/C纳米纤维的优异吸波性能来源于自然共振、交换共振、偶极子极化、界面极化和微电流的协同作用。2. 吸波材料的结晶性和化学组分对其介电常数和磁导率具有重要的影响。基于此,我们通过改变原料比和退火温度制备了一系列具有不同元素比例和结晶性的Fe_xCo_1-x/C复合材料,研究了其电磁波吸收性能。分别在600℃、700℃、800℃和900℃下,对前驱体纤维进行处理。研究表明,随着温度的升高,FeCo的晶粒尺寸增大,且当温度升高到800℃以上,碳组分转变为结晶态。高温下制备的FeCo/C纳米纤维在较小的质量分数下仍具有优异的电磁波吸收性能。具体表现为:在材料填充比仅为20 wt%,厚度为1.6 mm时,最小RL值为-58.8 d B,有效吸收带宽为4.2 GHz。通过对改变Fe/Co的投料比,制备出Fe_0.3Co_0.7C、Fe_1/3Co_2/3/C、Fe_0.5Co_0.5/C和Fe_0.7Co_0.3/C四种纳米纤维。Fe/Co比例调节了其电磁参数,在较低的涂层厚度下实现了有效的电磁波吸收。其中,Fe_0.5Co_0.5/C纳米纤维在厚度为1.5 mm时,最小RL值为-18.9 d B。3. 吸波材料的抗氧化能力直接影响着实际应用。在研究过程中发现,FeCo合金在200℃时被氧化。基于此,我们以乙酰丙酮铁为铁源,通过静电纺丝制备了Fe₃C/C复合材料,其在200℃以下,晶相未发生变化,表现出良好的热稳定性。电磁波吸收性能研究显示:在厚度仅为1.5 mm时,在17.8 GHz处,最小RL值为-54.5 d B,有效带宽为2.7 GHz。同时,在匹配厚度为4.1 mm,频率为5.8 GHz处,最小RL值达到-57.9 d B,有效吸收带宽范围从4.8到7.0 GHz,处于C波段。Fe₃C/C纳米纤维材料具有高的热稳定性和抗氧化性,在C波段具有良好的电磁波吸收性能,在卫星电视广播、气象雷达和民航通讯等领域有广阔的应用前景。