轻质磁性炭气凝胶的制备及电磁吸波性能研究

作者：叶正伟; 赵奇志; **军; 李孝琼; 杨健健^*

来源：表面技术, 2023, 52(08): 397-405.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.08.035

• 炭气凝胶
• 四氧化三铁
• 粒径
• 电磁吸波材料
• 阻抗匹配

目的 提高炭气凝胶材料电磁吸波性能。方法 以氢氧化钠或氨水为共沉淀剂制备不同尺寸的Fe3O4颗粒，并加入间苯二酚-甲醛溶液的预聚物中，充分搅拌后快速凝胶，经老化、超临界干燥、碳化等工艺制备Fe3O4/炭气凝胶复合材料。利用SEM、TEM、激光粒度分析仪、比表面及微孔分析仪、振动样品磁强计对Fe3O4及复合材料的微观结构和静磁性能进行表征，并对复合材料的吸波性能进行分析。结果 Fe3O4/炭气凝胶复合材料具有丰富的三维网络结构，Fe3O4颗粒在炭气凝胶中呈离散性分布。Fe3O4颗粒粒径越小，Fe3O4/CA的饱和磁化强度越大，75nm-Fe3O4/CA的饱和磁化强度最大，达到29.26emu·g–1；当Fe3O4粒径为75 nm时，复合材料在厚度为2.1 mm时的最小反射损耗值可达–52.43 dB；当Fe3O4粒径为120 nm时，复合材料在厚度为2.5 mm时的有效吸收带宽高达6.98 GHz。结论 Fe3O4纳米颗粒粒径对复合材料介电损耗能力和阻抗匹配有显著影响，进而影响复合材料的吸波性能。大粒径的Fe3O4颗粒会破坏炭气凝胶的三维导电网络结构，从而降低复合材料的介电损耗能力。小粒径的Fe3O4颗粒可有效改善复合材料的阻抗匹配性能。