DOI:10.1016/j.compositesb.2020.108343
多组分复合材料的制备被认为是获得高效电磁波吸收材料的有效策略。然而,如何合理配置组分和构建微结构以达到协同作用仍然是一项挑战。在这项工作中,通过静电纺丝和随后的热处理相结合制备了Ni嵌入的TiO2/C核-壳三元纳米纤维。直径为200nm的碳纳米纤维表面覆盖有粗糙且起皱的TiO2层,尺寸为20-30nm的金属Ni纳米颗粒均匀地嵌入在纳米纤维基质中。TiO2与金属Ni的摩尔比为4:1的三元纳米纤维在2.6mm处的最大有效吸收带宽为6.7GHz,在2.0mm处的最小反射损耗值达到-74.5dB。研究发现,通过调节电磁参数TiO2优化了阻抗匹配特性,金属Ni提高了衰减能力。这项工作不仅显示了三元复合材料的巨大应用前景,而且为今后高效电磁波吸收材料的设计提供了有意义的理论指导。
图1.T1N1、T1N2、T2N1和T2N2的XRD图(a),拉曼光谱(b),TG曲线(c)和磁滞回线(d)。
图2.T1N1(a1,a2),T1N2(b1,b2),T2N1(c1,c2)和T2N2(d1,d2)的SEM图像。
图3.T2N1的HR-TEM图像(a,b和c)和SAED图谱(d)。
图4.T1N1、T1N2、T2N1和T2N2的三维RL显示(a1-d1)和二维RL投影图(a2-d2)。
图5.与其他三元复合吸收体相比T2N1的RLt(a)和RLtf(b)值。详细数据在支持信息的表S2中列出。
图6.T1N1、T1N2、T2N1和T2N2介电常数的实部(a),介电常数的虚部(b),Cole-Cole曲线(c)和介电损耗角正切(d)。
图7.T1N1、T1N2、T2N1和T2N2磁导率的实部(a),磁导率的虚部(b),μ”(μ')-2f-1值(c)和磁损耗正切(d)。
图8.T1N1、T1N2、T2N1和T2N2的衰减常数(a),2.0mm处的|Zin/Z0|值(b1-b4),|Zin/Z0|投影图(c)。
图9.Ni嵌入TiO2/C核-壳三元纳米纤维的EM吸收机理示意图。