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石墨烯基磁性复合材料的制备及其吸波性能研究

刘功总  
【摘要】:石墨烯基磁性复合材料由于能够满足新型吸波材料“厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强”的要求,成为当前吸波收材料领域的研究热点。本论文制备了三种不同的石墨烯基磁性复合材料,并研究了其吸波性能。(1)采用溶剂热法制备了Ni/RGO复合材料,大量刺球状Ni纳米粒子均匀的负载在RGO上。采用制备Ni/RGO的最优实验条件制备了Co-Ni/RGO复合材料,Co-Ni纳米粒子也能均匀的负载在RGO上。Ni/RGO-1复合材料的磁滞回线表明该复合材料具有铁磁性。Ni/RGO-1复合材料在匹配厚度为2.0mm时,反射损失低于-10 dB的频宽达4.5 GHz (10.9~15.4 GHz),在13.8 GHz时达到最大吸收为-32.1 dB。Co-Ni/RGO复合材料在显示出了优异的吸波性能,可以通过调节Co/Ni的比率来实现在不同波段和不同厚度的有效吸收。(2)通过溶剂热法制备了Fe3O4/RGO复合材料,再采用软化学方法在Fe3O4/RGO复合材料上镀上了导电高聚物(PPy或PANI),制备了“三明治”结构的PPy/Fe3O4/RGO和PANI/Fe3O4/RGO复合材料。PPy/Fe3O4/RGO和PANI/Fe3O4/RGO复合材料磁滞回线表明复合材料具有超顺磁性。导电高聚物、Fe304和RGO三种吸波材料有效的复合,多种不同的电磁波吸收机制互补,使得复合材料具有优异的吸波性能,吸收强度提高,吸收频带拓宽,吸收峰向低频方向移动。(3)采用溶剂热法制备了Ag@Fe3O4/RGO复合材料,大量的Ag@Fe3O4纳米粒子均匀的负载在RGO上,其中Ag@Fe3O4为核壳结构。Ag@Fe3O4/RGO复合材料的磁滞回线表明该复合材料具有超顺磁性。材料组成中引入了Ag纳米粒子,使复合材料的介电常数减小,因而复合材料具有较好的阻抗匹配特性。磁损耗的Fe304、电介质损耗的石墨烯和Ag纳米粒子复合制备成的三元复合材料显示出了优异的吸波性能,还可以通过调节Ag/Fe3O4的比率来实现在不同波段和不同厚度的有效吸收。


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