磁性化碳纖維電磁波吸收材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用帶來的電磁污染問題和軍事領(lǐng)域?qū)﹄[身材料的需求，電磁波吸收材料得到了快速發(fā)展。近年來，碳材料在電磁波吸收方面的研究受到越來越多的關(guān)注。本文以連續(xù)碳纖維為基體，通過電鍍和熱氧化法在其表面沉積磁性鍍層，對(duì)磁性碳纖維的形貌、成分和電磁性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，探討其理論吸波性能。最后選取合適的吸波劑，制備硅橡膠基吸波片材復(fù)合材料，研究其實(shí)際吸波性能。
　　 采用傳統(tǒng)電鍍法在碳纖維表面制備FeCo合金鍍層，在不同溫度下獲得了

2、不同的合金鍍層形貌，隨溫度升高依次為片狀、點(diǎn)狀和錐狀。鍍層合金晶體結(jié)構(gòu)均為Co3Fe7，厚度為0.5-1.0μm。制備磁性碳纖維/石蠟復(fù)合材料，研究其2-18 GHz頻率段內(nèi)的電磁參數(shù)，進(jìn)而計(jì)算理論吸波值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同溫度下的產(chǎn)物介電常數(shù)差異比較大，而磁導(dǎo)率相近，較高的介電常數(shù)使吸波性能明顯下降。降低復(fù)合材料中磁性碳纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)后，其介電常數(shù)降低，獲得了良好的吸波性能。
　　 為了進(jìn)一步提高磁性碳纖維的吸波性能，首先利用熱氧化

3、法在FeCo合金鍍層中引入Fe和Co的氧化物，350℃氧化下的產(chǎn)物具有較高的磁導(dǎo)率，在高頻范圍內(nèi)改善了阻抗匹配性能，使高頻小于-10 dB的有效頻寬達(dá)到5 GHz。其次結(jié)合電鍍和熱氧化法制備出CuO/FeCo合金/碳纖維雙鍍層磁性材料，鍍層表面生成納米柱狀CuO，產(chǎn)物表現(xiàn)出鐵磁性，在保持低的介電常數(shù)的同時(shí)，雙磁性鍍層增大了材料的磁導(dǎo)率，提高了阻抗匹配性能，在中高頻表現(xiàn)出優(yōu)異的理論電磁波吸收性能，最大值為-47.6 dB，厚度降低至1.6

4、 mm。該吸波劑獨(dú)特的微米級(jí)三層結(jié)構(gòu)有利于電磁波的進(jìn)入和內(nèi)部多次反射，從而增大電磁波損耗。
　　 以甲基乙烯基硅橡膠為基體，羰基鐵粉和短切FeCo合金/碳纖維磁性材料為復(fù)合吸波劑，制備出貼片型吸波復(fù)合材料。SEM結(jié)果表明吸波劑在復(fù)合材料中得到了良好的分散。在羰基鐵粉含量為50％時(shí)，含量為2％和4％的磁性碳纖維即能大幅度提高復(fù)合材料的實(shí)際吸波性能，最大吸收值為-21.3 dB，有效頻寬擴(kuò)大至6.2 GHz。磁性碳纖維的加入降低了復(fù)