DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.05.040

通过对纳米材料进行结构设计可以获得较高的电磁波吸收特性。在本文中，研究者通过简便的静电纺丝、碳化和温和的化学处理成功合成了具有多孔三维（3D）分层结构的两层杂化Co0.2Fe2.8O4/碳纳米纤维。Co0.2Fe2.8O4颗粒沿着碳纳米纤维生长，形成增强的异质界面和高比表面积。正如预期的那样，电磁波吸收剂显示出良好的吸收性能。在11.1GHz下，厚度为3.0mm的复合材料的最大反射损耗（RL）为-43.45dB。更重要的是，有效带宽（RL≤-10dB）为5.85GHz，覆盖了整个测量带宽的30％。其吸收强度和带宽优于其他典型的CoFe基复合材料。吸收的内在机理表明，极化损耗、磁损耗、磁自然共振和交换共振损耗是高性能微波吸收的主要因素。此外，由独特的多孔网络产生的良好的阻抗匹配和复杂的传输路径也起着重要作用。总体而言，本研究对未来设计和合成高性能的电磁波吸收剂具有一定的指导意义。

图1.（a）PVP/PAN（0.24/2.4）复合纳米纤维，（b）煅烧的PVP/PAN（0.24/2.4）复合纳米纤维，（c）纯Co0.2Fe2.8O4纳米颗粒和（d）Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的SEM图像。

图2.Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的SEM和EDX元素映射图及其对应的EDX元素数据。

图3.（A）Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的XRD图谱，（B）FT-IR光谱，（C）EDX元素数据，（D）（a）纯碳纳米纤维，（b）纯Co0.2Fe2.8O4纳米粒子和（c）Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的拉曼光谱。

图4.（a）纯Co0.2Fe2.8O4纳米颗粒和Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的M-H曲线以及（b）详细的饱和磁化强度（Ms）和矫顽力（Hc）。

图5.纯碳纳米纤维、纯Co0.2Fe2.8O4纳米颗粒和Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的EM参数（复介电常数的实部ε'（a）和虚部ε''（b），复磁导率的实部μ'（c）和虚部μ''（d））。

图6.（a）纯碳纳米纤维、纯Co0.2Fe2.8O4纳米颗粒和Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的介电损耗tanδε和（b）磁损耗tanδμ。

图7.（a）纯碳纳米纤维，（b）Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的科尔-科尔作图。（c）不同样品的C0值频率依赖性。

图8.（a）纯碳纳米纤维，（b）纯Co0.2Fe2.8O4纳米粒子和（c）两层3D多孔Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维RL值的3D呈现。

图9.（a）Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的RL-F曲线，（b）模拟厚度与峰值频率之间的关系，以及（c）Zin/Z0与电磁波频率之间的关系，其中环氧树脂中的填料负载率为50wt％。

图10.Co0.2Fe2.8O4/C复合纳米纤维的EM吸收机理示意图。