【摘 要】
：
为了解决电子通信设备增长而引起的电磁波污染问题,研究开发高效的电磁波吸收材料（亦称吸波材料）具有重要的意义。近年来,开发合理的材料和有效的制备方法来获得高性能的吸波剂并满足“薄、宽、轻、强”的需求已成为吸波材料的研究热点。由于仅具有单一损耗机制的吸波材料存在很大的局限性,例如阻抗匹配性低、吸收频带狭窄等缺点,因此多损耗机制复合吸波材料已成为重要研究方向。形貌与结构控制是调控吸波特性的有效策略,一维
论文部分内容阅读
为了解决电子通信设备增长而引起的电磁波污染问题,研究开发高效的电磁波吸收材料（亦称吸波材料）具有重要的意义。近年来,开发合理的材料和有效的制备方法来获得高性能的吸波剂并满足“薄、宽、轻、强”的需求已成为吸波材料的研究热点。由于仅具有单一损耗机制的吸波材料存在很大的局限性,例如阻抗匹配性低、吸收频带狭窄等缺点,因此多损耗机制复合吸波材料已成为重要研究方向。形貌与结构控制是调控吸波特性的有效策略,一维结构以其高的长径比以及形状各向异性等优势,成为学者们的关注热点之一。此外,由于碳材料成本低、重量轻、介电性能和优异的导电性能,已被广泛用作吸波材料。但研究发现单一的碳材料难以得到理想的阻抗匹配,可以通过与其它不同的材料复合以实现卓越的吸波性能。本文将设计并制备五种不同的一维磁性碳基复合吸波材料,对制备的五种样品微观结构、物相组成以及磁性进行测试表征并对其电磁参数和吸波性能进行研究,主要研究内容如下:（1）以溶剂热法制备的ZnFe2O4纳米粒子为组装单元,利用外加磁场诱导的蒸馏-沉淀聚合法在ZnFe2O4纳米粒子外包覆聚合物并且利用水热法包覆一层Mo S2/Fe S2异质结,最后碳化得到一维ZnFe2O4@carbon@Mo S2/Fe S2复合材料。一维与异质结结构有助于诱导微波多次反射/散射,各结构之间的多重界面会加强界面极化。一维ZnFe2O4@carbon@Mo S2/Fe S2复合材料表现出优异的吸波性能,当厚度为2.23 mm时,在13.2 GHz最小反射损耗值为-52.5 d B,有效吸收范围为10.10-15.08 GHz,有效吸收带宽达到4.98 GHz。（2）通过静电纺丝技术和高温煅烧制备了CoFe2合金粒子掺杂的碳纤维,并利用水热法在CoFe2/C纤维外面包覆一层Mo S2花。由于CoFe2/C@Mo S2优异的吸收性能主要是得益于一维结构和理想的阻抗匹配,复合材料显示出很强的吸收能力。当厚度为2.12 mm时,在13.28 GHz最小反射损耗值达到-66.8 d B,有效吸收范围为10.70-16.02 GHz,有效吸收带宽为5.32 GHz。（3）通过静电纺丝技术和高温煅烧的方法制备出ZnFe2O4/C复合纤维,然后通过化学聚合法成功地将聚吡咯包覆在ZnFe2O4/C复合纤维表面。制备的ZnFe2O4/C@PPy复合材料表现出卓越的电磁波吸收性能,当负载量为25 wt%,厚度仅为1.93 mm的条件下,在13.80 GHz最小反射损耗值达到-66.34 d B,有效吸收范围为11.78-17.52 GHz,有效带宽为5.74 GHz。（4）通过静电纺丝技术和碳化,成功合成了嵌入Co Ni合金颗粒的氮掺杂碳纤维,并通过化学聚合法在Co Ni/C纤维表面包覆了导电的聚吡咯涂层。由于Co Ni、氮掺杂的碳纤维和PPy之间的协同作用,合成的Co Ni/C@PPy复合材料显示了出色的电磁波吸收性能。在厚度为2.43 mm,填料含量为15 wt%时,最佳反射损耗为-68.78 d B（12.90 GHz）;在厚度为2.10 mm,填料含量为20 wt%时,最宽的有效吸收带宽是5.62 GHz。优秀的电磁波吸收性能主要得益于三维网络结构、理想的阻抗匹配和强的介质损耗。（5）通过静电纺丝技术和高温煅烧制备了MgFe2O4/Mg O/C复合纤维,并利用水热法在纤维外面包覆一层Mo S2花。MgFe2O4/Mg O/C@Mo S2复合材料表现出较强的吸波能力和较宽的吸收带宽。在9.5 GHz厚度为2.7 mm时,最佳反射损耗达到-56.94 d B,有效吸收带宽达到3.9 GHz（8.08-11.98GHz）。优秀的吸波性能主要得益于MgFe2O4/Mg O/C复合纤维和Mo S2之间出色的协同效应。此外,Mo S2也对优异的介电损耗和理想的阻抗匹配起到了重要作用。综上所述,本文制备了五种一维磁性碳基吸波材料并系统地研究了其吸波性能,结果表明所制备的吸波材料均具有优异的性能的良好的应用前景,为未来高效一维微波吸收材料的制备提供了新的思路。
其他文献
固体氧化物电池（SOC）作为一种能源转化装置可以将燃料的化学能直接转化为电能,也可以通过将水和二氧化碳等电解还原成氢气和一氧化碳将电能转化为燃料的化学能,并不受卡诺循环限制,具有能量转化效率高、清洁无污染等优点。目前固体氧化物电池器件的进一步实用化受制于其电极材料的催化活性及其稳定性,本论文工作主要以对称型固体氧化物电池（SSOC）的电极材料作为研究对象,利用B位掺杂和原位脱溶技术对电极材料开展了
氢气具有超高能量密度和零污染物排放两大优点,是传统化石燃料的理想替代选择。电解水包括析氢反应（Hydrogen Evolution Reaction,HER）和析氧反应（Oxygen Evolution Reaction,OER）两个半反应,是一种安全、简单、环保的制氢方法。但是,OER缓慢的动力学是限制整体水分解效率的关键因素。IrO2和Ru O2是性能最佳的OER电催化剂,但其稀缺性和高价格不
近年来,我国住房发展与新型城镇化发展日新月异,人民更加注重生活的品质,住房发展与新型城镇化必须协调发展、协同发展,才能有力提升人民的幸福感、满意度。当前,国内外学者对住房发展与新型城镇化研究偏重于定性分析,主要从住房问题、住房政策、住房管理、住房建设模式、住房新技术等方面展开论述,少数定量方面的研究主要集中在住房建设与城镇化的关系、住房空间布局等方面的研究。本论文的研究思路是以青岛市住房发展和新型
我国作为永磁铁氧体生产大国,铁矿资源丰富,但制备永磁铁氧体所需的铁红主要依赖进口,产品性能及品质与国际先进水平存在较大差距。因此,论文工作基于不同原料体系开展SrM永磁铁氧体制备技术研究,探究离子取代、添加剂和制备工艺等关键技术对SrM永磁铁氧体磁电特性的影响。一方面实现本土铁矿的低成本高效利用,另一方面实现高性能SrM永磁铁氧体材料自主研发。首先基于铁矿原料体系制备SrM永磁铁氧体。通过XRF和
钴酸锂是目前商用锂离子电池中应用最广泛的正极材料,其拥有较高的能量密度,理论上的比容量高达274 m Ah/g,但是为了保持其性能的稳定,商用钴酸锂电池的最高充电电压为4.2 V,其对应的比容量仅为140 m Ah/g,远没有达到钴酸锂的理论比容量。理论上,随着工作截止电压的提高,钴酸锂中会有更多的Li+能够进行可逆的脱嵌行为,从而达到同时提升能量密度和功率密度的目的。但是,由于材料物相结构的限制
我国国民经济的迅速发展,使得人们生活水平获得了进一步提高,越来越多的新型设备开始进入人们的视野。伴随着体验经济的迅猛发展,穿戴设备辅助运动迈入了虚拟现实共融阶段,借助移动设备完成夜跑运动的情感化和交互性成为可能。因此,如何将用户在夜跑时的情感需求精准转化呈现在设备上,充分发挥情感交互优势,实现夜跑运动时的监测与情感反馈,是一个值得被探索的问题。首先,本文明确了情感交互设计的定义,并对夜跑穿戴设备、
在“碳达峰”、“碳中和”的政策背景下,污水处理过程中的能耗问题被广泛关注。移动床生物膜反应器（Moving-Bed Biofilm Reactor,MBBR）因处理效率高、污泥产量低等众多优点,被应用于城镇生活污水和工业废水的处理中。曝气系统作为MBBR技术的主要能耗单元,其氧转移性能的优劣对污水处理过程中的能耗有着较大影响,但对于MBBR曝气系统氧转移能力影响因素的研究仍不全面。因此,本论文针对
随着新能源技术、电动汽车行业以及便携式设备的不断发展,大量的集成电路电子设备和新能源设备对其供电电源和电力电子变换设备在稳定性、稳态工作精度以及动态响应速度等方面提出了更高的要求。传统的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）已经受到了学者的广泛研究并大规模投入实际应用之中,技术十分成熟,但其从原理上存在轻载效率低、动态响应速度慢等问题。因此,本论文提出基于频率合成的多
随着国家加强了在新能源汽车产业中的战略部署,针对新能源汽车中应用的电力电子新技术在近些年来成为了电力电子行业的研究热点。在新能源汽车特别是电动汽车的电源系统中,包含用于电池充电的AC-DC电能变换、用于电机驱动的DC-AC电能变换以及用于直流母线的DC-DC电能变换等。本文侧重其中的AC-DC、DC-DC变换环节中的创新技术。针对DC-DC变换环节中日益增长的宽增益、高效率、高密度变换器的需求,本
随着人口老龄化的加重，各种慢性疾病发病率明显增加。痰湿体质作为比较常见的体质类型，易患高血压、糖尿病等慢性病，加强痰湿人群的健康管理对于慢病防控至关重要。治未病思想是中医预防保健的重要理论基础，建立在治未病理念基础上的健康管理与慢病防控模式是提高全民健康素质的重要途径。文章系统阐述了以治未病思想为指导的痰湿人群健康状态监测及慢病诊疗模式，为构建中国特色健康管理体系提供新的思路。