化妆棉衍生纤维状钴/碳复合材料的高效电磁波吸收

陈博文, 强荣, 邵玉龙, 马茜, 杨啸, 马子硕, 刘畅, 薛瑞

材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (03) : 203-215.

化妆棉衍生纤维状钴/碳复合材料的高效电磁波吸收

  • 陈博文, 强荣, 邵玉龙, 马茜, 杨啸, 马子硕, 刘畅, 薛瑞
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摘要

随着电子信息产业的迅猛发展,电磁辐射问题日益严重,迫切需要一种质量轻、成本低的电磁吸收材料。本研究采用金属有机框架衍生法和高温退火策略获得钴/碳纤维复合材料,其中,化妆棉作为碳纤维的生物质前驱体,ZIF-67颗粒均匀负载于棉纤维表面,经碳化得到钴/碳纳米粒子均匀负载于碳纤维表面的钴/碳纤维复合材料。SEM结果显示,Co颗粒在碳纤维基质上呈现出均匀分散的状态,均匀分布的钴纳米颗粒提供了一个磁耦合网络,并与碳纤维形成丰富的非均相界面,增强了界面极化,有利于复合材料的宽带吸收行为。测试结果表明,Co/C-650材料的厚度仅为1.5 mm,17.76 GHz下最小反射损耗为-42.03 d B,同时吸收带宽可达3.68 GHz,并且雷达散射截面值达到-26.8 d B·m2。这种优异的电磁波吸收性能得益于界面极化引起的介电损耗、磁共振引起的磁损耗以及微纳层次纤维结构中的多次反射和散射。本工作为制造轻量级、高功效的碳纤维基吸波材料提供了思路。

关键词

吸波 / Co/C复合材料 / 生物质 / 介电损耗

中图分类号

TB333

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陈博文, 强荣, 邵玉龙, 马茜, 杨啸, 马子硕, 刘畅, 薛瑞. 化妆棉衍生纤维状钴/碳复合材料的高效电磁波吸收. 材料工程. 2025, 53(03): 203-215

基金

国家自然科学基金青年基金项目(51902359); 河南省重点研发与推广专项项目(242102231067); 校级自然科学面上项目(K2023MS009); 青年骨干教师项目(2020XQG02); 青年硕导培育计划项目(2023); 中原工学院研究生科研创新项目(YKY2023ZK01)

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