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纳米碳化硅粉在吸波材料的研究进展

来源:超威纳米技术部    日期:2019-03-01    浏览量:载入中...

吸波材料是指可以将投射到材料表面的电磁波全吸收或部分吸收并将其转化成其他能量的一类功能新型材料。按照材料的损耗机理可以将吸波材料分为三大类:1电介质型吸波材料,包括钛酸钡、纳米碳化硅等,其吸波机理为介质反复极化,将电磁能转换成热能损耗。2电阻型吸波材料,包括石墨、炭黑、碳纳米管等,电磁能主要消耗在材料的电阻上3磁介质型吸波材料,包括铁氧体、羟基铁等。其损耗机理主要是和磁滞机制相似的磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等。传统的吸波材料如铁氧体和金属或合金颗粒研究较多。由于铁氧体材料既能产生磁损耗又能产生介电损耗,所以其吸波性能良好。铁氧体吸波材料的优点是吸收效率高、厚度薄、吸收频带宽且成本低,但是其缺点是密度较大、容易被腐蚀且居里温度低及高温稳定性差等,因此限制了其在恶劣环境下的应用。金属及合金颗粒同样既可以产生磁损耗又能产生介电损耗,其优点是磁化强度高、微波磁导率大、高温稳定性好和介电常数高,但是金属颗粒由于其易被氧化、不耐酸碱腐蚀且密度大、电阻率低等缺点,在实际应用中仍然存在很多问题。

作为一种重要的半导体材料,纳米SiC有着优异的热稳定性、机械强度、硬度、化学稳定性,再加上其密度低的优点,使得纳米碳化硅在吸波材料中的应用前景广阔。由于单纯的纳米碳化硅微粉材料电导率低且介电性能较差,所以吸波性能较低,限制了其实际应用。目前纳米碳化硅可以通过表面改性、复合或掺杂的方法对其吸波性能进行改进。报道有人先利用溶胶-凝胶和碳热还原法制备得到蠕虫状的纳米SiC,再放入到Co(N03)2和尿素溶液中水热得到碳包覆的C0304-SiC复合材料,表现出优异的吸波性能,在1.8mm厚度时反射损失在-10dB以下的频率范围为12.2-18GHz有报道通过先在纳米SiC颗粒表面包覆一层Ni,再空气氧化成NiO的两步法合成了NiO包覆的纳米SiC的分层结构,反射损失可达到-40 dB,且反射损失-20 dB以下的频率范围覆盖X-波段8-12GHZ85

另外,碳材料由于其密度低,导电性好,介电损耗大且成本低廉等优点成为与纳米碳化硅材料复合的好材料有报道利用化学气相沉积法在1200 下直接在碳纤维表面上生长纳米SiC线,纳米碳化硅线直径在50-100nm,长度可达几个微米,这种纳米SiC线/碳纤维复合物在7.7 GHz频率下的反射损失达-21.5 dB

纳米碳化硅线/的复合材料由于其低密度、耐腐蚀、高温稳定性好且吸波性能优异的优点将成为在特定环境下吸波材料的材料

纳米碳化硅实物图

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