摘要
随着电磁波在军事及民用产品中的应用迅速增加，电磁波辐射产生的危害越来越明显，不仅影响各种电子设备正常运行，还对人体健康造成一定的危害。电磁波吸收材料（吸波材料）可有效地吸收电磁能，由于单一组分的吸波材料很难满足强吸收、宽频段、厚度薄、质量轻的要求，因此复合型吸波材料已成为近年研究和应用的热点。磁性粒子/导电聚合物复合材料结合了无机磁性粒子和导电聚合物的特点，兼具聚合物的功能性和磁性粒子的磁响应性，对电磁波既有介电损耗又有磁损耗，且可实现宽频带吸收，是一类很有应用前景的吸波材料。本文以γ-Fe2O3为磁性粒子，以聚(3,4-乙烯二氧噻吩)和聚苯胺为导电聚合物，制备了一系列具有特殊结构的磁性粒子/导电聚合物复合材料，并对其结构和性能进行分析研究。主要内容如下： (1)成功制备了三重核壳结构的γ-Fe2O3@SiO2@PEDOT(FSSXP)和γ-Fe2O3@SiO2@PANI(FSSXA)复合材料，并通过改变磁核的加入量得到了一系列不同组分的样品，实现了对样品电磁参数的调节。对于FSSXP系列样品，当磺酸化的γ-Fe2O3@SiO2的加入量为0.3g时，所制FSS0.3P样品的吸波性能最好。其最小反射损耗值为-27.5dB，出现在13.8GHz处，匹配厚度为2.0mm，RLlt;-10dB的频带范围在12.0～16.1GHz之间，有效吸收频宽为4.1GHz。当吸波层匹配厚度为1.5mm时，其最小反射损耗值为-24.1dB，RLlt;-10dB的频带范围为15.1～18.0GHz。在合适的厚度下，该材料可以吸收Ku波段(12.0～18.0GHz)的电磁波。对于FSSXA系列样品，当磺酸化的γ-Fe2O3@SiO2的加入量为0.2g时，所制FSS0.2A样品的吸波性能最好。其最小反射损耗值为-14.6dB，出现在6.8GHz处。RLlt;-10dB的频带范围在5.7～7.7GHz之间，有效频宽为2.0GHz。 (2)成功制备了一系列带有空腔的γ-Fe2O3@PEDOT（FXP）和γ-Fe2O3@PANI（FXA）核壳结构的复合材料。对于FXP系列样品，γ-Fe2O3含量为22.9%时，即F0.5P样品的吸波性能最好。其最小反射损耗值为-44.7dB，出现在12.9GHz处，匹配厚度为2.0mm，RLlt;-10dB的频带范围在10.8～15.1GHz之间，有效频宽为4.3GHz。而且当F0.5P样品匹配厚度大于1.0mm时，反射损耗值都小于-10dB。在合适的厚度下，该材料可以吸收X波段(8.0～12.0GHz)和Ku波段(12.0～18.0GHz)的电磁波。对于FXA系列样品，γ-Fe2O3含量为36.8%时，即F0.8A样品的吸波性能最好。其最小反射损耗值为-36.5dB，出现在18.0GHz处，匹配厚度为2.5mm，RLlt;-10dB的有效频宽大于4.6GHz。 (3)特别是带有空腔的γ-Fe2O3@PEDOT和γ-Fe2O3@PANI核壳结构复合材料实现了质量轻、吸收强、厚度薄、频带宽的要求，是一类很有价值的吸波剂。
NETL