金屬有機(jī)骨架制備碳基復(fù)合材料及其微波吸收性能研究.pdf

1、近年來，由于碳材料密度小、電磁衰減能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，碳基材料作為輕質(zhì)吸波材料得到了人們的廣泛關(guān)注。本文采用咪唑酯金屬有機(jī)骨架材料（MOFs，ZIF-67）為前驅(qū)體制備得到新型輕質(zhì)微波吸收材料。針對(duì)ZIF-67碳化產(chǎn)物鈷鑲嵌納米多孔碳（Co@NPC）阻抗不匹配的缺陷，本文采用三種方法改善其性能。
　　(1)論文首先通過碳化內(nèi)部鑲嵌Fe3O4納米顆粒的ZIF-67制備了一種新型Fe-Co合金嵌入的多孔碳復(fù)合物（Fe-Co/NPC），合金中

2、Fe/Co摩爾比例可以通過ZIF-67中嵌入Fe3O4的含量進(jìn)行調(diào)控。研究表明Fe3O4引入后得到的FeCo合金極大的改善了Co@NPC的磁性能及阻抗匹配特性。其中所得Fe-Co/NPC-2.0樣品在較薄的涂層厚度(1.2 mm)下，其反射損耗(RL)最優(yōu)值可達(dá)-21.7dB，小于-10 dB的頻寬接近6 GHz(12.2-18GHz)。
　　(2)其次，通過鈦酸正丁酯原位水解的方法得到 Co@NPC@TiO2和 C-ZIF-67

3、@TiO2（由ZIF-67@TiO2碳化所得）核殼結(jié)構(gòu)，這兩種材料不僅保持了Co@NPC的優(yōu)勢(shì)（低密度，強(qiáng)衰減），而且也克服了Co@NPC阻抗不匹配的缺陷。其中，樣品C-ZIF-67@TiO2-2.0在匹配厚度為1.65 mm時(shí)，RL可達(dá)-51.7 dB；樣品Co@NPC@TiO2-1.2在匹配厚度為1.5 mm時(shí)，RL達(dá)到最優(yōu)值-31.7 dB。
　　(3)最后，為獲得高效微波吸收體，我們?cè)O(shè)計(jì)了透波材料鑲嵌在吸波體孔道的復(fù)合結(jié)構(gòu)

4、。采用硝酸銅浸漬ZIF-67碳化得到的多孔碳，而后將其在適宜條件下煅燒得到CuO鑲嵌多孔碳復(fù)合物（CuO@NPC）。研究表明在300℃煅燒條件下得到的CuO@NPC復(fù)合材料極大的改善了多孔碳阻抗匹配差的缺陷，該材料在頻率為14.9 GHz，匹配厚度為1.55 mm時(shí)，最優(yōu)RL值可達(dá)到-57.5 dB，小于-10 dB的頻帶寬度為4.7GHz(13~17.7GHz)。
　　本論文基于MOFs制備碳基輕質(zhì)微波吸收材料在保持Co@NPC