碳纤维负载Fe3O 4复合材料制备与吸波性能分析

纪 月 孙启龙 王 鑫 龙啸云 王 茹

（南通大学，江苏南通，226019）

近年来，随着电子元件和通讯技术的广泛应用，电磁波辐射防护等方面的研究也日益受到重视［1］。吸波材料，即微波吸收材料，也称为雷达隐身材料，既可以有效地减少电子产品所带来的电磁污染，用于军事领域时还可以帮助军事目标实现雷达隐身，保证军事目标的安全，提高武器装备的战斗寿命［2］。因此，开发具有宽、强吸收带的低密度吸波材料具有重大意义。碳纤维是一种含碳量大于95%，有高比强、高比模、耐摩擦、耐高温、低热膨胀系数等特点［3］的低密度材料，但碳纤维是电阻型损耗材料，无磁性，单独使用不满足宽带的需求。而磁性粒子，如Co、Ni、Fe3O4和羰基铁粒子由于其较强的磁导率可以用来吸收电磁波，但其密度高、吸收带宽窄，适用性受限制［4-5］。电磁波总损耗由磁损耗和电损耗决定，所以将磁性材料与电阻损耗型材料结合，不仅可以减轻质量，而且可以通过阻抗匹配获得更好的吸波效果［6-7］。因此，将碳纤维与磁性粒子复合成为提升电磁波吸收材料吸波性能的一条主要途径。Fe3O4作为一种重要的磁性材料，以其优良的吸波性能而被广泛报道［8-10］。Fe3O4是目前磁性材料中极具潜力的电磁波吸收剂，Fe3O4中同时具有Fe2+和Fe3+，材料中的自由电子很容易在不同离子之间发生跃迁，因而表现出半导体性质，具有一定的导电性，是一种双损介质材料［11］。然而Fe3O4作为电磁波吸收材料的研究热点之一，仍难以同时满足电磁波吸收材料厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强［12］的性能要求，仅在低频范围具有一定的电磁波吸收效果，因此Fe3O4仍然无法直接作为电磁波吸收材料。……