二氧化硅-碳纳米管/镍铁氧体复合材料的高效电磁波吸收性能

本研究论文探讨了二氧化硅包覆的多孔棒状镍铁氧体（NiFe2O4@SiO2）与多壁碳纳米管（Multiwalled Carbon Nanotubes, MWCNT）的协同效应在电磁波吸收性能上的提升。研究团队来自华中科技大学光学与电子信息技术学院和武汉科技大学信息科学与工程学院，通过实验制备了MWCNT在NiFe2O4@SiO2复合材料表面锚定的结构，旨在优化其磁性和介电损耗特性，从而改善电磁波的吸收性能。 首先，论文介绍了研究背景，指出MWCNT由于其独特的结构和优异的电学性能，被广泛应用于电磁波吸收领域。然而，为了进一步提高吸收效率，研究人员考虑了将MWCNT与NiFe2O4@SiO2结合，利用其磁性材料的高磁导率和SiO2的优良介电性质，形成一种高性能的复合材料。 在实验部分，作者详细描述了复合材料的制备过程，包括二氧化硅对镍铁氧体的包覆方法以及MWCNT的锚定策略，这可能涉及到化学气相沉积、物理浸渍或表面修饰等技术。他们通过各种表征手段，如X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)，来分析材料的结构和成分。 接着，论文深入探讨了复合材料的磁性和介电性能，包括磁导率、磁滞回线以及介电常数和损耗角正切值。这些参数对于电磁波的吸收至关重要，因为它们决定了材料对电磁波能量的捕获和转换能力。通过对比未掺杂MWCNT的NiFe2O4@SiO2和复合材料，研究者发现MWCNT的引入显著提升了材料的电磁波吸收性能，尤其是在特定频率范围内表现出高效的选择性吸收。 此外，论文还关注了电抗匹配的概念，这是决定材料能否有效吸收电磁波的关键因素。通过改变复合材料的厚度和结构，作者优化了电抗匹配，使得材料在宽频范围内都能展现出良好的吸收效果。这种优化不仅提高了单个吸收峰的吸收效率，而且可能拓宽了吸收带宽，增加了实用性。 总结起来，这项研究揭示了二氧化硅包覆的多孔镍铁氧体与多壁碳纳米管复合材料在电磁波吸收领域的潜力，通过精细调控结构和成分，实现了性能的显著提升。这一发现对于设计新型电磁屏蔽材料、微波通信器件以及雷达吸波涂层等领域具有重要的应用价值。