金屬微粉/導電聚合物吸波材料

羰基鐵粉（CIP）是一種傳統(tǒng)的微波吸收材料，由于具有高的飽和磁化強度和磁損耗特性在電磁吸收領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，然而，CIP的高密度嚴重限制了其應(yīng)用[73]。對羰基鐵進行改性，與導電聚合物進行復合改善材料的阻抗匹配使材料兼具介電損耗與磁損耗，從而提升材料的微波吸收能力。

以多巴胺為媒介采用自組裝聚合法合成了新型三維羰基鐵/聚吡咯氣凝膠復合材料，制備流程如圖11所示[74]。
使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對材料的電磁性能進行測試，當聚吡咯氣凝膠含量為33%，厚度為2.2mm頻率為12.2 GHz和14.2 GHz時，最小反射損耗的峰值分別為-38.9 dB和-39.5 dB，有效吸收帶寬可達6.1 GHz。界面極化和幾何效應(yīng)是提高該材料吸波能力的關(guān)鍵，羰基鐵呈片狀，聚吡咯球狀氣凝膠沿羰基鐵邊緣生長形成3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同時將羰基鐵固定，在電場作用下，介質(zhì)中的自由電荷移動，被羰基鐵片狀微粒結(jié)構(gòu)與顆粒間的界面所捕獲，形成空間電荷的局部聚集，使介質(zhì)中自由電荷分布不勻從而產(chǎn)生宏觀偶極矩現(xiàn)象從而衰減電磁波能量，且兩種粒子之間的協(xié)同和互補效應(yīng)也發(fā)揮了一定作用。

先進院科技通過簡單的共混技術(shù)制備了一種新型輕量型微波吸收納米復合材料，該復合材料是由碳納米管修飾的羰基鐵和聚苯胺的空心微球組合而成，經(jīng)多壁碳納米管修飾的中空羰基鐵與聚苯胺的重量比為2∶1。研究了材料在8.5～12.5 GHz頻段范圍內(nèi)的介電常數(shù)、磁導率和微波吸收能力，當材料厚度為2mm頻率為11 GHz時，最小反射損耗為-25.5 dB，有效吸收帶寬為3.6 GHz。采用點蝕法制備中空羰基鐵，有效的點蝕可以很好的消除材料的趨膚效應(yīng)，且由于球內(nèi)表面的腐蝕可以實現(xiàn)電磁波多次反射，改善微波衰減能力，而與聚苯胺和多壁碳納米管進行復合，改善了材料的阻抗匹配使材料兼具介電損耗與磁損耗。

研究了聚吡咯/硅橡膠填充納米碳和羰基鐵納米復合材料在X波段的電磁波吸收能力，聚吡咯與硅橡膠以10∶90的比例摻入得到PP-SR基體，在基體上負載納米碳和羰基鐵，測試其吸波能力，當材料厚度為1mm頻率為10.27 GHz時，最小反射損耗為-13 dB;PP-SR作為基體不僅提升了材料的吸波能力，還改善了材料的柔韌性、力學性能以及疏水性能。納米碳分散在PP-SR基體中，電荷在納米碳和橡膠之間的界面邊界上積累，這些聚集體在材料內(nèi)部形成導電網(wǎng)絡(luò)導致了介電常數(shù)實部的單調(diào)增加，羰基鐵作為基體中的磁填充劑，可以有效抵消電磁波的磁分量。