四针状纳米氧化锌电磁波吸收特性

将四针状纳米ZnO作为吸收剂、环氧树脂为粘结剂制备成吸波涂层，分析了吸波涂层中的四针状纳米氧化锌含量及涂层厚度对吸波性能的影响，当涂层厚度为15mm时，吸收主要集中在15—18GHz波段；当涂层厚度增加到35mm后，样品的吸波性能提高明显，特别在6—11GHz之间的吸波性能提高显著，样品反射率小于-5dB的频率宽度达到136GHz(44—18GHz)，其吸波性能相比较微米级ZnO有显著提高. 最后对四针状纳米氧化锌的吸波机理进行了讨论. 所研究的涂层在电磁波屏蔽方面具有较大的应用价值. 关键词： 四针状纳米ZnO 吸波性能 反射率 吸波机理     

碳纳米管/四针状纳米氧化锌复合涂层的电磁波吸收特性

以碳纳米管(CNT)和四针状纳米氧化锌(NT-ZnO)混合物作为吸收剂、环氧树脂(EP)为黏结剂制备吸波涂层,研究不同CNT和NT-ZnO含量对吸波性能的影响.采用三次刷涂后,发现当CNT含量达到12%,NT-ZnO的含量为8%、涂层厚度为1·5mm时,吸波涂层的最小反射率为-23·07dB,小于-10dB的吸波带宽为5GHz,涂层的面密度2kg/m2·复合涂层的吸波性能比纯CNT和纯NT-ZnO涂层有显著的提高,并对其吸波机理进行了分析.     

宽频带碳团簇型吸波涂层的制备与性能

为满足对吸波涂层薄、轻、宽的要求,通过吸波涂层的优化设计,制备了密度较低的宽频带碳团簇型吸波涂层.该涂层为三层结构,总厚度为2.10 mm,在8～12.4GHz频率范围内,对微波的最小反射率为-42dB,其中反射率小于-10dB的工作频带达90%以上,且性能稳定,有较好的实用前景.     

一种基于3D打印技术的结构型宽频吸波超材料

设计了一种三层宽频吸波超材料,其表层和中间层为单元尺寸不同的周期阵列结构,底层为吸波平板结构,优化后的总厚度仅为4.7 mm,并采用三维(3D)打印技术成功制备了该吸波超材料.吸波体反射率测试结果表明,在电磁波垂直入射条件下,宽频吸收峰分别出现在5.3和14.1 GHz,两峰叠加使得其在4-18 GHz频率范围内反射损耗均小于-10 dB.采用S参数反演法计算了每一层的等效电磁参数,并利用多层结构反射率公式推导得出该模型的理论反射率,理论计算结果与实测结果基本一致.通过研究能量损耗、电场分布和磁场分布揭示了吸波机理,分析表明该吸波体的宽频吸收效果源于三层结构产生的吸收带宽叠加.本文提出的吸波超材料具有良好的宽频吸收效果,尤其在低频范围吸波性能较佳,结合3D打印快速成型技术,可获得结构精细的三层吸波超材料,具有重要的实际应用价值和广阔的应用前景.     

微弧等离子喷涂碳纳米管/纳米Al2O3-TiO2复合涂层的吸波性能研究

将碳纳米管与纳米Al₂O₃-TiO₂陶瓷粉末超声共混制备了碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合粉末，测试了复合粉末在2—18GHz波段的电磁参数.研究表明：随着碳纳米管质量分数的增加，碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合粉末的复介电常数和损耗角不断增大.当碳纳米管质量分数和厚度增加时，复合粉末对电磁波的反射率峰值先增加后减小，而谐振频率不断向低频移动.采用微弧等离子喷涂制备了7wt%碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合吸波涂层，当厚度为1.5mm时，涂层最小反射率为-24.0dB，当厚度为2.0mm时，涂层小于-10dB的频带宽为3.60GHz，当温度为500℃高温时，1.0mm厚的涂层最小高温反射率为-12.2dB，小于-10dB频带宽为2.0GHz.复合涂层的实际厚度D与理论厚度d呈线关系：d=0.898D+0.515. 关键词： 等离子喷涂 碳纳米管 2O₃-TiO₂')" href="#">纳米Al₂O₃-TiO₂ 吸波性能     

Co-Fe-Si合金微波吸收特性研究

为研制具有较宽频带微波吸收性能的材料,采用机械合金化法制备CoxFe80-xSi20(x=0,6,10,14摩尔百分数)合金粉体,使用SEM、XRD和矢量网络分析仪等测试手段,研究了合金粉体微观结构及Co-Fe-Si合金微波吸收性能。结果表明:制备的合金粉末呈片状,主要由-Fe相组成;Co的添加使Co-Fe-Si合金出现两个微波吸收峰。在较高频段处的微波吸收峰值随Co的添加先增大后减小。在涂层厚度为1.8 mm时,x=10的合金低频处的反射率最小值最小,合金吸波峰频率和峰值分别为6.2 GHz和-14.8 dB,合金在高频处吸波峰频率和峰值分别为18 GHz和-8.8 GHz,合金反射率低于-5 dB的带宽达14 GHz,具有良好的微波吸收宽频效应。     

圆环单元FSS对改善吸波体雷达吸波特性的影响

设计了圆环单元的频率选择表面（FSS）结构,并将该结构置于吸波材料中构成了复合吸波结构。利用谱域法对该结构进行数值模拟,计算出频率为2～16GHz微波波段的反射系数,并研究了圆环单元尺寸和排布周期对其吸波特性的影响。结果表明：当圆环单元FSS的单元间距为10mm,单元尺寸为3．3mm时,其共振频率的反射率由-8．15dB降低为-14．54dB,-5dB吸波带宽由1．2GHz拓展为3．05GHz;且随圆环单元尺寸增大,共振反射率增加;随单元排列周期增加,吸波材料带宽增大。结果表明,利用FSS可以明显改善吸波材料涂层的吸波性能,通过凋整相关参数可以获得所需的复合吸波结构,拓展FSS在吸波材料中的应用范围。     

双层螺旋环超表面复合吸波体等效电路模型及微波损耗机制

针对超材料吸波频带窄的问题,采用金属螺旋环超表面与碳纤维吸波材料相复合的方式,设计了宽频高性能复合吸波体.研究发现,在碳纤维吸波材料中引入双层螺旋环超表面能显著增强吸收峰值和吸波带宽,且适当增加螺旋环初始线长和吸收层厚度有利于提高复合吸波体的吸波性能, 9.2—18.0 GHz频段的反射损耗均优于–10 dB (带宽达8.8 GHz),吸收峰值达–14.4 dB.利用S参数计算得到螺旋环-碳纤维复合吸波体的等效电磁参数和特征阻抗呈现多频点谐振特性,通过构建双层螺旋环超表面等效电路模型,定量计算了复合吸波体的电磁谐振频点,发现由等效电路模型获得的谐振频点计算值与仿真值基本相符,说明该复合吸波体多频点电磁谐振是宽频电磁损耗的主要机制.     

阳极结构对过模返波振荡器长脉冲工作特性的影响

针对过模返波振荡器中泄漏微波在二极管区谐振, 造成微波脉冲缩短的现象, 设计了内置吸波材料的阳极结构来抑制这种泄漏微波对器件输出的影响。利用粒子模拟软件对不同阳极结构下过模返波管微波输出特性进行模拟研究, 模拟结果表明, 带吸波材料的阳极结构可以减小泄漏微波对微波输出功率、器件工作模式及脉冲宽度的影响。在长脉冲过模返波振荡器实验中, 电子束参数为（800 kV, 7 kA）时, 器件输出微波频率为8.58 GHz, 效率为30%。通过模拟计算和实验验证, 这种带吸波材料的阳极结构有效降低了泄漏微波对过模返波管微波输出的影响, 将器件输出微波脉冲宽度从70 ns提高到110 ns。     

一种基于十字镂空结构的低频超材料吸波体的设计与制备

设计了一种十字镂空的超材料结构,与传统的铁磁吸波材料相结合,实现了低频吸收频带的扩宽.仿真结果显示,吸波体在2-4 GHz范围可以实现-10 dB以下的吸收,相比于没有加载超材料的情况,吸收带宽扩展了0.5 GHz.实验结果在2.5-5.1 GHz范围内也显示了相似的吸收曲线,低于-9 dB的吸收频带有0.48 GHz的扩宽,扩展了23%.不同结构的能量损耗密度分布表明,相比于无镂空的十字结构,镂空十字结构可以增加磁场能量损耗,加强单元结构之间的耦合,降低超材料对传统吸波材料性能的破坏.探索了传统铁磁吸波材料厚度的变化对吸波体吸收性能的影响,发现由超材料引入的附加峰位置不随着吸波材料厚度的改变而明显地移动.根据这个结果,进一步设计了由两种超材料叠加组合而成的吸波体,仿真结果和实验结果均显示,在降低了1.1 mm铁磁吸波材料层厚度的情况下,使低频吸收带宽又扩展了0.9 GHz.     

碳纳米管/聚苯胺纳米复合管的制备及其微波介电特性研究

用原位乳液聚合法在碳纳米管表面包覆聚苯胺，制备出了碳纳米管/聚苯胺一维纳米复合管.复合管的直径为50—80 nm，聚苯胺包覆层的厚度为20—30 nm，聚苯胺在碳纳米管表面以层状和枝晶状两种形态生长.研究了碳纳米管/聚苯胺复合管在2—18 GHz的微波介电特性.与纯碳纳米管相比，碳纳米管/聚苯胺复合管的介电常数的实部ε′和虚部ε″在2—18 GHz随频率变化较小，在低频波段介电常数值较小，作为微波吸收剂容易实现与自由空间的阻抗匹配，而且它的介电损耗角正切(tanδ=ε″/ε′)较高，是一种很好的微波吸收剂. 关键词： 碳纳米管 聚苯胺 微波介电特性 微波吸收剂     

碳纳米管/丙烯酸酯涂料的制备及其红外吸波性能

"利用表面改性剂对碳纳米管进行表面改性来防止其颗粒的团聚,从而制得分散性较好的碳纳米管浆料,在此基础上来制备碳纳米管/丙烯酸酯涂料,并研究了它在近红外波段的反射率．分析了PVC浓度、表面改性剂的种类及浓度以及碳纳米管的管长,对碳纳米管/丙烯酸酯涂料在?=930 nm处反射率的影响,并对涂料工艺进行了优化设计,最终制备出了吸收性能优良的碳纳米管/丙烯酸酯涂料．它在840~950 nm的近红外波段的反射率为均在0.1%以下并且透射率均在1.0%以下．"     

碳纳米管掺杂对聚合物聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔-PbSe量子点复合材料性能的影响

基于碳纳米管的良好导电性、激子传输性能和量子点聚合物复合材料高的光电转换性能, 采用原位缩合法制备了聚合物聚(2-甲氧基-5-辛氧基)-对苯乙炔(MOPPV)功能化碳纳米管(SWNT)-PbSe量子点复合材料, 通过对复合材料的X射线衍射、透射电子显微镜和紫外可见吸收光谱研究, 发现MOPPV, SWNT与PbSe量子点可以有效地复合, 且SWNT与MOPPV形成网状结构; PbSe量子点尺寸为5.75 nm, 其可均匀地分散在MOPPV-SWNT基体中形成包覆或镶嵌结构, 并发生了光诱导电荷转移.通过对复合材料的光电性能研究发现, 当MOPPV, SWNT, PbSe三者的质量比为1: 0.3 : 1 时其光电性能最好, 开路电压为0.556 V, 短路电流为2.133 mA, 填充因子为34.48%, 转换效率为0.452%, 与聚合物MOPPV-PbSe量子点复合材料材料相比, 光电性能提高了2–3倍. 关键词： 量子点 碳纳米管 复合材料 转换效率     

碳纳米管吸收电磁波特性

本文研究碳纳米管阵列的介电谱函数与吸收电磁波的特性。应用等离激元和无规相近似方法给出碳纳米管的介电谱函数,进而求出吸收系数和反射功率比。介电函数随电磁波的频率变化,在光子能量与系统电子的能谱差相匹配时产生共振吸收,吸收系数出现多个大的吸收峰。反射功率比随薄层厚度的增加而指数衰减,其衰减速率和饱和值与电磁场的频率和碳纳米管的结构有密切的联系。     

Microwave absorption properties of a wave-absorbing coating employing carbonyl-iron powder and carbon black

To prevent serious electromagnetic interference, a single-layer wave-absorbing coating employing complex absorbents composed of carbonyl-iron powder (CIP) and carbon black (CB) with epoxy resin as matrix was prepared. The morphologies of CIP and CB were characterized by scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM), respectively. The electromagnetic parameters of CIP and CB were measured in the frequency range of 2-18 GHz by transmission/reflection technology, and the electromagnetic loss mechanisms of the two particles were discussed, respectively. The microwave absorption properties of the coatings were investigated by measuring reflection loss (RL) using arch method. The effects of CIP ratio, CB content and thickness on the microwave absorption properties were discussed, respectively. The results showed that the higher thickness, CIP or CB content could make the absorption band shift towards the lower frequency range. Significantly, the wave-absorbing coating could be applied in different frequency ranges according to actual demand by controlling the content of CIP or CB in composites.     

Fabrication of Fe/Fe<Subscript>3</Subscript>C-functionalized carbon nanotubes and their electromagnetic and microwave absorbing properties

Fe/Fe₃C-functionalized carbon nanotubes (CNTs) have been prepared by the floating catalyst chemical vapor-deposition method. It is demonstrated that the Fe and Fe₃C nanostructures are both encapsulated in the CNTs or decorated on the surface of CNTs. The Fe/Fe₃C content in the composites can easily be adjusted by changing the ferrocene concentration in the preparation. The electromagnetic properties of the CNTs have been evaluated in the frequency range of 2–18 GHz, and the nanocomposites exhibit excellent microwave absorbing performance. The CNT composites with higher Fe/Fe₃C content show enhanced microwave reflection losses. The significant influence of the Fe/Fe₃C nanostructures on the microwave absorption is realized by tuning the characteristic impedance of the nanocomposites. With increasing thickness, the maximum reflection loss peak shifts to lower frequency. The microwave absorbing performance of the composites is mainly caused by dielectric loss, resulting from the continuous CNT networks with excellent electrical conductivity.     

The effects of static magnetic field on microwave absorption of hydrogen plasma in carbon nanotubes: A numerical study

We theoretically investigate the microwave absorption properties of hydrogen plasma in iron-catalyzed highpressure disproportionation-grown carbon nanotubes under an external static magnetic field in the frequency range 0.3 GHz to 30 GHz, using the Maxwell equations in conjunction with a general expression for the effective complex permittivity of magnetized plasma known as the Appleton–Hartree formula. The effects of the external static magnetic field intensity and the incident microwave propagation direction on the microwave absorption of hydrogen plasma in CNTs are studied in detail. The numerical results indicate that the microwave absorption properties of hydrogen plasma in iron-catalyzed high-pressure disproportionation-grown carbon nanotubes can be obviously improved when the external static magnetic field is applied to the material. It is found that the specified frequency microwave can be strongly absorbed by the hydrogen plasma in iron-catalyzed high-pressure disproportionation-grown carbon nanotubes over a wide range of incidence angles by adjusting the external magnetic field intensity and the parameters of the hydrogen plasma.