鐵基合金-碳復合納米纖維的制備、表征與微波吸收性能研究.pdf

1、近年來，為了解決日益嚴重的電磁干擾問題和滿足軍事裝備的電磁隱身需求，新型高性能微波吸收材料的研發(fā)已成為民用和軍事領域的重要課題。本文采用靜電紡絲技術(shù)結(jié)合后期預氧化和碳化處理成功制備出了一系列直徑在200~300nm的Fe-Ni合金/C和Fe-Co合金/C復合納米纖維，使用熱重-差熱分析(TG-DTA)、X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線能譜(EDS)、振動樣品磁強計(VS

2、M)和矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)等手段分析了聚丙烯腈基前驅(qū)體纖維的預氧化行為，系統(tǒng)研究了碳化溫度、合金含量及合金中Fe含量對Fe基合金/C復合納米纖維的結(jié)構(gòu)、形貌、電磁特性和微波吸收性能的影響。結(jié)果顯示：原位形成的Fe基合金納米顆粒較均勻地分布在碳納米纖維中，且被石墨碳層所包覆，所制備的Fe基合金/C復合納米纖維表現(xiàn)出優(yōu)良的微波吸收性能；碳化溫度、合金含量及合金組成對復合納米纖維的靜磁和電磁特性有著顯著的影響，通過調(diào)節(jié)這3個因素可對復合納

3、米纖維的微波吸收性能進行方便有效的調(diào)控。
　　對于Fe-Ni合金/C復合納米纖維，在所考察的實驗條件范圍內(nèi)，當碳化溫度為1000℃、合金質(zhì)量百分含量為36.5％或合金中Fe原子百分含量為80%時，相應硅橡膠基吸波涂層總體上表現(xiàn)出更好的微波吸收性能；涂層厚度為1.2~2.3mm時，反射率小于-20dB的吸收帶寬分別為10.4GHz(7.6~18GHz)、8.7GHz(9.3~18GHz)和11.2GHz(6.6~17.8GHz)，覆

4、蓋部分C波段和整個X及Ku波段，最小反射率各自達到-40.6dB、-44.1dB和-44.5dB。
　　對于Fe-Co合金/C復合納米纖維，在所研究的實驗條件范圍內(nèi)，當碳化溫度為1000℃、合金質(zhì)量百分含量為34.4%或合金中Fe原子百分含量為50%時，相應吸波涂層具有更好的微波吸收性能；涂層厚度為1.3~2.4mm時，反射率小于-20dB的頻率范圍各自為7.1~18GHz、7.9~18GHz和6.5~18GHz，最小反射率分別達