【摘 要】
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随着无线信息技术的广泛应用,来源于蓬勃发展的各种电器、移动电话、卫星、广播电视塔的电磁辐射已成为日益严重的环境污染源。电磁辐射会危害人类身体健康,影响电子设备的正常工作。为了消除电磁波的危害,电磁波吸收材料已被广泛研究。其中磁铁矿(Fe3O4)因其优异的磁性特性、高居里温度、廉价和优秀的饱和磁化强度引起人们的广泛注意。但是,Fe3O4作为单一吸附剂其密度大、易氧化、涡流、介电常数和磁导率相差较大,
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随着无线信息技术的广泛应用,来源于蓬勃发展的各种电器、移动电话、卫星、广播电视塔的电磁辐射已成为日益严重的环境污染源。电磁辐射会危害人类身体健康,影响电子设备的正常工作。为了消除电磁波的危害,电磁波吸收材料已被广泛研究。其中磁铁矿(Fe3O4)因其优异的磁性特性、高居里温度、廉价和优秀的饱和磁化强度引起人们的广泛注意。但是,Fe3O4作为单一吸附剂其密度大、易氧化、涡流、介电常数和磁导率相差较大,限制着其进一步应用。碳材料由于其重量轻,导电性好,介电损耗能力强等优点,被认为能够成为Fe3O4的优良补充材料。但是,目前对碳材料原料的研究大多是不可再生资源,如煤,石油,制备方法也比较复杂。因此具备独特的形貌结构,丰富的微量元素,易于调控的制备工艺的生物质碳材料成为一个新的研究热点。结合Fe3O4和生物质碳材料的优势,我们可以获得具备优秀电磁波吸收性能的复合材料,为此做了以下研究:(1)实验使用鱼骨制备了源自生物质前体的三维(3D)互连碳纳米纤维复合材料Fe3O4/ICNF。通过简单的热解处理和随后的酸化过程来合成具有3D互连框架结构的ICNF,采用了常见的Fe3O4磁性粒子作为修饰材料,通过介电损耗以及磁损耗的协同作用,获得的Fe3O4/ICNF表现出良好的电磁波吸收性能。在20wt%的石蜡填充比例下,其在4.11mm厚度时具有最小反射损耗高达-46.2d B(5.44GHz),其在2mm厚度的低于-10d B的频带宽度从11.04GHz到16.0GHz,具有4.96GHz的吸收带宽。(2)鸡蛋是便宜易得的生物质原材料,通过Na Cl作为硬模板获得了多孔碳材料前驱体,经过Fe3+吸附,高温煅烧获得了生物质复合材料Fe3O4/EPC。样品Fe3O4/EPC在40wt%的石蜡填充比例下最大反射损耗为-57.8 d B(7.36GHz)。此外,其有效吸收带宽在2.03 mm的厚度下可以达到6 GHz(11.92-17.92GHz),几乎覆盖整个Ku波段,我们认为偶极子取向和界面极化损耗,以及电子传输和磁共振等的互相协作,使材料的电磁波吸收性能提升。
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