碳基纳米吸波材料制备的研究进展

第40卷第4期压电与声光

Vol.40No.42018年8月

PIEZOELECTRICS ＆ACOUSTOOPTICS

Au g .2018

收稿日期：2017-10-30

基金项目：湖北省教育厅重点科技基金资助项目（No ：D2*******）作者简介：

祁文青（1968-），女，湖北黄石人，副教授，硕士，主要从事信息技术的研究。E -mail ：190311734＠qq .com 。文章编号：

1004-2474（2018）04-0633-08碳基纳米吸波材料制备的研究进展

祁文青

（湖北理工学院计算机学院，湖北黄石435003）

摘要：

为探索民用电磁屏蔽和军用隐形碳基高性能吸波材料的制备，研究了碳纳米管和磁性金属复合，碳纳米管和铁氧体复合，碳纳米管／聚合物复合，碳、石墨基复合等碳基吸波材料的不同复合和制备方法，比较了其反射损耗等不同的特点、

影响因素和性能特点及其相关应用。结果表明，多元复合、低维化、工艺优化是其制备的有效途径。关键词：吸波材料；制备；性能；碳纳米管；石墨烯

中图分类号：TM25；TN384；TB34s 文献标识码：A DOI ：10.11977／j .

issn.1004-2474.2018.04.034Pro g ress in Pre p aration of Electroma g netic Wave Absorbin g

Nanomaterials Based on Carbon

Q I Wen q in g

（School of Com p uter ，Hubei Pol y technic Universit y ，Huan g shi 435003，China ）

Abstract ：To ex p lore the p re p aration of civilian electroma g netic shieldin g and militar y stealth carbon -based hi g h -p erformance wave

-absorbin g materials ，the different com p oundin g and p re p aration methods of carbon -based wave -ab -sorbin g materials such as carbon nanotubes and ma g netic metal com p osites ，

carbon nanotubes and ferrite com p osites ，carbon nanotubes ／p ol y mer com p osites ，

carbon ，and g ra p hite -based com p osites were studied.The different character -istics ，influencin g factors ，p erformance characteristics and related a pp lications are com p ared.It is indicated that mul -tivariate com p oundin g ，

low dimensionalit y and p rocess o p timization are effective wa y s for the p re p aration of hi g h -p erformance carbon

-based microwave absor p tion materials.Ke y words ：absorbin g material ；p re p aration ；p ro p ert y ；carbon nanotube ；g ra p hene

0 引言

基于民用电磁屏蔽和军用隐形的需要，吸波材料

呈现出越来越重要的应用和研究价值。根据电磁波损耗机理的不同，微波吸波材料可分为电阻型吸波

材料、

电介质型吸波材料和磁介质型吸波材料[1]

。电阻型吸波材料主要有炭黑，碳纤维，SiC ，

石墨烯，主要依赖于电导和介电常数。电介质型吸波材料主要有钛酸钡铁电陶瓷材料，基于电介质的极化弛豫机理。磁介质型吸波材料主要有铁氧体，羰基铁，金

属粉末等，

由于共振和磁滞损耗作用达到吸波作用。吸波材料研制的选材方面，因碳基材料具有质轻、料薄、频带宽及多功能等特点，近年来已成为研究的热点，其复合方法制备工艺具有较大的探索空间。

1 碳纳米管和磁介质吸波材料

1.1 碳纳米管

1.1.1基本特性

碳纳米管（CNTs ）

具有准一维结构、机械强度高，CNTs 的弹性模量可达1TPa ，

弹性应变可达12％，

物化性质稳定，质轻、料薄、耐高温，热传导性能达6600W ·m -1·K -1，

抗氧化性好。存在的宏观量子隧道效应和量子尺寸效应使CNTs 粒子的电子能级分裂，产生的能级间隔位于10-2～10-5eV 的能量范围，在微波场中，原子和电子运动会加剧，电子能转化为热能，通过磁滞损耗、畴壁共振等磁极化衰减电磁波，尤其在8～18GHz 下有较好的吸波

性能[

。但是，现今CNTs 制备上存在量化生产不足，以及其应用上存在高温环境下被氧化而影响吸波性能的不足。1.1.2

手性碳纳米管

CNTs 分为手性型和非手性型，

手性CNTs 置于电磁场中时，会引其电极化和磁极化的交叉极化现象。手性CNTs 吸波性能取决于其手性参数ξ和电磁参数ε、μ，

其中手性参数正比于其体积及碳纳米管线圈密度，

调整手性参数比调整介电常数和磁万方数据