西安工程大学《JAC》:优异的吸波性能!一种Ag/多孔碳复合材料

吸波材料技术 复合材料技术
材料科学与工程    2021-01-25    40

  随着科技的飞速发展和电子设备的广泛使用,电磁污染问题日益严重。电磁吸波材料被认为是解决问题的有效途径。它能吸收入射的电磁波,并将其转化为热量消散。优秀的电磁波吸收材料需要满足轻质、薄厚、宽吸收带宽和强吸收率的要求。一般来说,电磁波吸收材料可以分为介质损耗材料和磁损耗材料。虽然饱和磁化强度高的磁性材料具有较强的电磁波耗散能力,但化学稳定性差、密度大、易腐蚀、易氧化等特点限制了实际应用。

  介电材料,特别是碳材料,因其密度低、电性能好、耐腐蚀等优点而受到人们的广泛关注。在过去的几十年中,一系列的碳材料被深入调查为电磁波吸收材料,包括导电炭黑(CB),石墨、碳纤维(CFs),碳纳米管和氧化石墨烯,这大大促进了吸波材料的发展。然而,研究人员仍致力于探索新型高性能电磁波吸收材料。

  生物质多孔碳因其密度低、介电损耗高、对环境友好等优点而成为一种新型的吸波材料。西安工程大学Yi Liu等人在120~160 ℃采用简单的水热法制备Ag/PC(多孔碳)复合材料,通过改变反应温度,调整电磁参数,优化吸收性能。本工作有助于开发高性能生物质多孔炭基微波吸收材料。相关研究工作以“Facile synthesis and electromagneticwave absorption properties of silver coated porous carbon composite materials”为题发表在《Journal of Alloys and Compounds》上。

  论文链接:https://doi。org/10。1016/j。jallcom。2020。158194

图片.png  XRD结果证明了Ag/PC复合材料在不同温度下的成功制备。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)图像显示,银粒子附着在PC的外表面和内壁上。Ag粒子的复合促进了多孔碳的石墨化,形成导电网络,有助于提高复合介电常数。在160℃下合成的Ag/PC复合材料具有最佳的吸波性能。厚度为1。8 mm的样品有效吸收频带为10。4 -12。4GHz,在11。56 GHz时最小值为-35。4 dB。结果表明,加入Ag是提高PC吸收性能的有效途径。

图片.png  图1。Ag/PC复合材料制备工艺示意图。

图片.png  图2。 不同温度下Ag/PC复合材料的XRD谱图:(a) PC;(b)Ag / pc - 120;(c) Ag / pc - 140;(d) Ag/pc -160。

图片.png  图3 160℃合成Ag/PC复合材料的TEM分析:(a)(b) TEM图像;(c) PC的HRTEM图像;(d)银的HRTEM图像。

图片.png

图片.png

  图4。 不同温度下合成的Ag/PC复合材料的反射损耗:(a)和(d) PC;(b)和(e) Ag/PC-120;(c)和(f) Ag/PC-140;(d)和(h) Ag/PC-160。

图片.png  图5 吸波机理分析

  综上所述,作者采用水热法在不同温度下制备了Ag/PC复合材料。结果表明,160℃下制备的Ag/PC复合材料性能最佳。Ag粒子均匀致密地覆盖在PC骨架表面,提高了石墨化程度,形成导电网络。Ag/PC-160的复介电常数和介质损耗均达到最大值。当样品厚度为1。8 mm时,最小RL值在11。56 GHz时达到-35。4dB。10 dB以下的吸收频带为10。4 -12。4GHz。结果表明,水热合成Ag/PC复合材料是制备轻质、宽频带、强吸收率电磁波吸收材料的有效途径。(文:one end)

  本文来自微信公众号【材料科学与工程】,未经许可谢绝二次转载至其他网站,如需转载请联系微信mse_material。

本文为专栏作者授权科易网发表,版权归原作者所有。文章系作者个人观点,不代表科易网立场,转载请联系原作者。如有任何疑问,请联系ky@1633.com。
热门观点