【摘 要】
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随着电子产品以及电气设备的广泛应用,导致电磁辐射污染加剧,并产生恶劣的后果。除水和空气污染外,电磁辐射污染已成为一种新型的环境污染。社会迫切需要重量轻,厚度薄,有效吸收频带宽,电磁波吸收能力强的电磁波吸收材料。本文采用酚醛树脂和三聚氰胺树脂为碳基前驱体,通过和磁性材料复合。采用原位碳化得到三种磁性碳泡沫电磁波吸收材料。（1）酚醛树脂基磁性碳泡沫采用酚醛树脂和乙酰丙酮铁-N-N二甲基乙酰胺（Fe（a
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随着电子产品以及电气设备的广泛应用,导致电磁辐射污染加剧,并产生恶劣的后果。除水和空气污染外,电磁辐射污染已成为一种新型的环境污染。社会迫切需要重量轻,厚度薄,有效吸收频带宽,电磁波吸收能力强的电磁波吸收材料。本文采用酚醛树脂和三聚氰胺树脂为碳基前驱体,通过和磁性材料复合。采用原位碳化得到三种磁性碳泡沫电磁波吸收材料。（1）酚醛树脂基磁性碳泡沫采用酚醛树脂和乙酰丙酮铁-N-N二甲基乙酰胺（Fe（acac）3-DMF）溶液原位聚合、发泡,再原位碳化,得到酚醛树脂基磁性碳泡沫（MCFs）。研究了Fe（acac）3-DMF加入量和发泡压力对MCFs的电磁波吸收能力的影响。结果表明:Fe（acac）3-DMF溶液为0.12 g/m L,发泡压力为0.4 Mpa的条件下得到的酚醛树脂基磁性碳泡沫（MCF-3）的电磁波吸收能力最强。MCF-3在匹配频率为8.92 GHz时的最小反射损耗(RLmin)值为-54.02 d B,此时的匹配厚度为3.05 mm,有效吸收频率带的带宽为14.04 GHz。通过调节MCF-3的匹配厚度,MCF-3可以同时有效地吸收从C波段到Ku波段的电磁波。MCFs优异的电磁波吸收能力是由于不同相之间的Maxwell-Wagner-Sillars极化,简称MWS极化和剩余损耗造成的。此外,MCFs大孔结构中的多次反射和散射增加了电磁波的传播路径,有利于电磁波的衰减。（2）氮掺杂酚醛树脂基磁性碳泡沫将酚醛树脂基磁性吸附碳泡沫吸附罗丹明B（Rh B）,再经过原位碳化,得到氮掺杂的酚醛树脂基磁性碳泡沫（N-MCFs）。研究了不同掺杂量对N-MCFs电磁波吸收能力的影响。结果表明:吸附Rh B时间2 min的氮掺杂酚醛树脂基磁性碳泡沫（N-MCF-2）的电磁波吸收能力最强,N-MCF-2的最小反射损耗(RLmin)值为-60.46 d B,此时的匹配厚度仅为1.70 mm。-10 d B和20 d B的有效吸收频率带的带宽分别为14.29 GHz和13.79GHz。氮掺杂引起缺陷极化和偶极极化效应,导致介电损耗增大。此外,氮掺杂造成的扭曲骨架能够引起石墨晶格的畸变和碳原子态局部密度的变化提高了材料的磁矩。（3）三聚氰胺基磁性碳泡沫采用合成的三聚氰胺树脂经过发泡工艺得到三聚氰胺树脂泡沫,再将三聚氰胺泡沫和Fe3O4纳米粒子溶液混合吸附,再经过原位碳化得到三聚氰胺树脂基磁性碳泡沫（MCMF）。结果表明:MCMF具备有以石墨化碳化氮/碳（g-C3N4/c）和CFe15.1为骨架组成的固体三维泡沫结构,在骨架表面形成的磁性颗粒α-Fe、Fe3O4和Fe3C又对骨架进行了改性。MCMF的电磁波吸收能力优于不含Fe3O4的三聚氰胺树脂碳泡沫（CMF）的电磁波吸收能力,当MCMF的匹配厚度为3.90 mm时,MCMF的最小反射损耗(RLmin)值为-47.38 d B,最宽有效吸收频率带的带宽为13.32 GHz。Maxwell-Wagner-Sillars（MWS）和剩余损耗有利于电磁波的吸收。此外,g-C3N4/c增强了界面极化效应和电磁匹配效应。微孔结构有利于增强电磁波的传播途径,导致内部的多次反射和散射,有利于电磁波能量的衰减。
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