随着科学技术的飞速发展,各种无线通讯设备被广泛利用于各个领域,给人们的生产和生活带来了众多便利的同时,电磁辐射污染成为我们日常生活中日益严重的问题,威胁着人类的健康并影响电子设备正常使用。因此,对电磁波吸收材料的开发已成为研究者们研究的热点。作为电磁波吸收材料,碳类材料具有密度小,损耗强,物理化学性质稳定等优点,但因其电导率大,阻抗匹配差,吸波频带窄等缺点,限制了其进一步的应用。因此,将碳材料与同样具有较低密度但电导率小的半导体材料通过一定的方式进行复合,制备成半导体/碳复合材料,能够有效改善整体阻抗匹配水平,并且能通过引入界面极化以增加极化损耗。(1)采用水热处理、硫化和碳化相结合的方法合成了 ZnO@ZnS@C复合材料。研究结果表明,相对于ZnO@ZnS,碳层的加入有效提高了材料的电导率。并且随着碳包覆温度的升高,使得材料的介电损耗能力进一步提升,且改善了材料的阻抗匹配特性,使材料表现出优异的电磁波吸收性能。当复合材料以30 wt%与石蜡混合,在厚度为2.6 mm时,在9.92 GHz处,达到最大反射损耗-35.7 dB。并且,在此厚度下,在8.7 GHz到12.0 GHz频率范围内都可以达到有效吸收。(2)采用水热和碳还原结合的方法制备了 MnO@C纳米棒,研究了 MnO@C纳米棒在2-18 GHz范围内的电磁波吸收性能。结果表明,MnO@C纳米棒具有优异的电磁微波吸收性能。经700℃碳还原处理后,在30 wt%的填充量下,当厚度为3.9 mm时,在频率9.4 GHz处,最大反射损耗能达到-69.4 dB。并且在此厚度下,有效吸收频带宽度可达4.8 GHz。填充量为50 wt%时,有效吸收频带宽度可以达到6.6 GHz,厚度仅为2.25 mm。经800℃碳还原处理后,在30 wt%的填充量下,当厚度为2.9 mm时,在频率10.9 GHz处,最大反射损耗能达到-67.5 dB。当厚度为2.3 mm时,有效吸收频带宽度可达5.6 GHz。通过分析,我们可以看出MnO@C纳米棒具有良好微波吸收特性,我们认为MnO@C纳米棒复合材料有望成为高效的微波吸收剂。(3)金属有机骨架材料(MOFs)制备得到的衍生碳质材料被广泛应用于广大领域的研究。本文中,所制备的In2O3/C复合材料具有优异的电磁波吸收性能。当In203/C复合材料以50 wt%与石蜡均匀混合时,表现出良好的吸波性能,当厚度为1.89 mm时。其最大反射损耗可以达到-67.3 dB,并且当厚度为2.15 mm时,有效吸收频带带宽可以达到5.5 GHz(11.9-17.4 GHz),几乎可以覆盖整个Ku波段。本文中,我们将半导体材料和碳材料进行复合,通过调节材料的介电常数实现了材料良好的阻抗匹配及电磁衰减能力,最终获得优良性能的电磁波吸收材料。