Materiales absorbentes compuestos de polímeros conductores / partículas magnéticas

Material absorbenteComo uno de los medios efectivos para proteger la interferencia electromagnética, es ampliamente utilizado en los campos militar y civil. En términos militares, ya durante la segunda guerra mundial, los materiales absorbentes de ondas se han utilizado en la protección de la seguridad de armas grandes como aviones y barcos. con el rápido desarrollo de la tecnología moderna de sensores y la madurez de la tecnología de detección por radar, la invisibilidad se ha convertido en un indicador importante en el diseño de armas de hoy. los materiales absorbentes de ondas pueden reducir en cierta medida la intensidad de la señal de detección por radar y lograr el efecto sigiloso del objetivo. En términos civiles, los materiales absorbentes de ondas no solo se pueden utilizar para fabricar ropa protectora, etc., para proteger al cuerpo humano de las ondas electromagnéticas, sino también en materiales de construcción en lugares públicos, lo que reduce en gran medida la radiación electromagnética en lugares densamente poblados.

El material absorbente ideal debe cumplir con cuatro requisitos básicos: banda ancha, espesor de coincidencia delgado, masa ligera y fuerte capacidad de absorción. Los materiales absorbentes tradicionales, como los metales y las ferritas, están limitados por su alta densidad, ancho de banda de absorción efectivo estrecho y mala estabilidad, mientras queNuevos materiales absorbentes de ondasPor ejemplo, los materiales a base de carbono, los polímeros conductores, la cerámica precursor, los compuestos estructurales 3D y otras ventajas tienen excelentes características de absorción de microondas, características de emparejamiento de resistencia y baja densidad, que se han utilizado ampliamente en el campo de la absorción de ondas en los últimos años. La ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia primero explicaron brevemente la definición, el mecanismo y la clasificación de los materiales absorbentes de ondas, luego introdujeron las características de rendimiento de los polímeros conductores y las partículas magnéticas y el Estado de investigación en el campo de la absorción de ondas, y también introdujeron el Estado de investigación y los problemas existentes de Los materiales absorbentes compuestos de polímeros conductores / partículas magnéticas y esperaban su tendencia de desarrollo futuro.

1 material absorbente de ondas

1.1 mecanismo de absorción de los materiales absorbentes

Los materiales absorbentes se refieren a materiales con capacidad de atenuación de ondas electromagnéticas, que pueden convertir las ondas electromagnéticas proyectadas en su superficie en energía térmica u otras formas de energía a través de la pérdida dieléctrica, la pérdida magnética, etc.

La composición y la microestructura interna del material absorbente están estrechamente relacionadas con la atenuación de la energía de las ondas electromagnéticas. para obtener el material absorbente que cumpla con los requisitos, es necesario cumplir con los siguientes dos requisitos: la primera onda electromagnética debe ser más fácil de entrar en el interior del material y consumirse, reducir su reflexión en la superficie del material y mejorar la coincidencia de Resistencia del material; La segunda onda electromagnética se puede consumir a tiempo después de entrar en el interior del material, reduciendo la reflexión y transmisión secundarias y mejorando su capacidad de pérdida.

Según la teoría de las ondas electromagnéticas de maxwell, la resistencia de las ondas electromagnéticas cuando se propagan en medios infinitos es [18 - 22]:

Cuando las ondas electromagnéticas entran en la superficie del material dieléctrico desde el vacío, se dividen en microondas reflejadas y microondas transmitidas, cuya reflectividad es:

Donde: Z representa la resistencia de onda del medio; Z0 significa la resistencia de onda del vacío; Epsilon y Mu son constantes dieléctrico y conductividad magnética.

De la fórmula (2), se puede ver que cuando z = Z0 es R = 0, es decir, la resistencia del medio a la onda de vacío alcanza la mejor coincidencia, el microondas incidente entra completamente en el interior del material sin microondas reflectantes, es decir:

Debido a que la constante dieléctrica y la conductividad magnética en el vacío son 1, la constante dieléctrica del medio mu = Epsilon también necesita ser igual a la conductividad magnética para lograr el resultado de que las ondas electromagnéticas se absorben completamente sin reflexión, pero en realidad no existe tal material absorbente, por lo que los investigadores generalmente ajustan el tono.Material absorbenteEl tamaño relativo de la constante dieléctrica y la permeabilidad magnética hace que cumpla con las condiciones de coincidencia de resistencia en la medida de lo posible.

La constante dieléctrica Epsilon y la conductividad magnética Mu del material dieléctrico son formas complejas:

En la fórmula: la parte real Epsilon 'y mu' representan la capacidad de almacenamiento de energía del material para la energía eléctrica y la energía magnética, y la parte virtual Epsilon "y mu" representan la capacidad de pérdida del material para las ondas electromagnéticas.

Cuando las ondas electromagnéticas se propagan en el material, causarán la pérdida de relajación de polarización y la absorción de resonancia del medio, lo que convertirá la absorción y atenuación de la energía de las ondas electromagnéticas en forma de energía térmica y divergirá. Los momentos bipolares eléctricos y magnéticos dentro del material absorbente de ondas electromagnéticas se han desplazado en condiciones de campo eléctrico o magnético externo, lo que se manifiesta macroscópicamente como fenómenos de polarización y magnetismo que convierten la energía de las ondas electromagnéticas en otra energía a través del Movimiento molecular y la consumen [23]. La absorción de energía de las ondas electromagnéticas por los materiales absorbentes de pérdida eléctrica se debe a la pérdida dieléctrica durante el proceso de polarización, es decir, causada por la parte virtual de la constante dieléctrica; La absorción de energía de las ondas electromagnéticas por los materiales absorbentes de pérdida magnética se debe a la pérdida del medio magnético durante el proceso de inducción, es decir, a la parte virtual de la conductividad magnética. El coeficiente de atenuación de las ondas electromagnéticas en el material se expresa como [24]:

El tamaño de Epsilon "y mu" juega un papel decisivo en la capacidad de absorción de ondas electromagnéticas del material. a partir de la fórmula (6), se puede ver que el coeficiente de atenuación Alfa está relacionado con la pérdida dieléctrica y la pérdida magnética del material. al aumentar la capacidad de absorción de ondas electromagnéticas de Epsilon "y mu" del material absorbente. Cuanto mayor sea la pérdida dieléctrica y la pérdida magnética del material, mayor será el coeficiente de atenuación, lo que indica que cuanto más rápido se atenúa la transmisión de ondas electromagnéticas.

1.2 clasificación de los materiales absorbentes

De acuerdo con los diferentes criterios de clasificación, los materiales absorbentes de microondas se pueden dividir en diferentes categorías, y de acuerdo con el mecanismo de pérdida de microondas, los materiales absorbentes de microondas se pueden dividir en: materiales de pérdida dieléctrica, materiales de pérdida magnética y materiales de pérdida de resistencia.

De acuerdo con la clasificación del proceso de formación del material y la capacidad de carga, los materiales absorbentes de microondas se pueden dividir en materiales absorbentes recubiertos y materiales absorbentes estructurales. El material absorbente de ondas recubierto [25] tiene una fuerte adaptabilidad a la forma del objeto objetivo y un método de preparación simple, pero debido a que se aplica directamente en la capa exterior del objeto objetivo para entrar en contacto con el entorno externo, se requiere una buena estabilidad del material. Los materiales absorbentes estructurales tienen las características de masa ligera y alta resistencia. las estructuras absorbentes de alta eficiencia comunes incluyen principalmente absorbedores de estructura de placa laminada, absorbedores de estructura sándwich, absorbedores de metamateriales, etc. [26] los materiales absorbentes estructurales no sólo pueden servir como portadores estructurales, sino también como absorbentes de ondas electromagnéticas. Entre ellos, el material absorbente de ondas de la estructura de la placa laminada es el más estudiado, compuesto principalmente por la capa de transmisión, la capa absorbente y la capa reflectante [27], y el mapa de análisis estructural se muestra en la figura 1.

De acuerdo con la clasificación del principio de absorción de ondas, los materiales absorbentes de microondas se pueden dividir en materiales absorbentes y materiales de interferencia. Los materiales absorbentes pueden absorber y perder directamente las ondas electromagnéticas, y las propiedades absorbentes están relacionadas con las propiedades dieléctrico y magnéticas del propio material.

Los materiales interferentes utilizan el principio de que las amplitudes de las dos columnas de ondas reflejadas reflejadas por la capa absorbente en la superficie y la capa inferior son iguales y las fases opuestas para formar una absorción de microondas, siguiendo el modelo de coincidencia de longitud de onda de 1 / 4 [28]. En la actualidad, los materiales absorbentes de interferencia se dividen en tres tipos básicos: materiales absorbentes fess, materiales absorbentes jauman y materiales absorbentes de interferencia general. Satisfacción del medio (7) (29):

En la fórmula: n=1，2，3…n; C es la velocidad de la luz en el vacío; FM es la frecuencia de vibración del campo electromagnético externo; Mu R es la conductividad magnética; Epsilon R es una constante dieléctrica; Tm es el espesor del medio que cumple con las condiciones de interferencia.

De acuerdo con los diferentes períodos de investigación, se puede dividir en materiales absorbentes tradicionales y nuevos materiales absorbentes [30 - 31]. Los materiales absorbentes tradicionales incluyen principalmente ferritas, materiales a base de cerámica, titanato de bario, etc. la mayoría de ellos tienen las deficiencias de banda de absorción estrecha y alta densidad; Los nanomateriales, las fibras de hierro policristalinas, los materiales sigilosos de plasma, los materiales quirales, los materiales poliméricos conductores, etc., pertenecen a nuevos materiales absorbentes, que cumplen con los requisitos de delgado, ligero, ancho y fuerte en comparación con los materiales absorbentes tradicionales.

2 introducción a polímeros conductores y partículas magnéticas

2.1 polímeros conductores

Los materiales poliméricos conductores se pueden dividir en dos categorías principales: tipo estructural y tipo compuesto. Los polímeros conductores estructurales se refieren a materiales poliméricos con capacidad de conducción eléctrica en sí mismos o con capacidad de conducción eléctrica después del tratamiento de dopaje; Los polímeros conductores compuestos, también conocidos como compuestos de polímeros conductores, se refieren a los materiales compuestos multifásicos que se generan a partir de polímeros generales como matriz a través de la combinación con diversas sustancias conductoras, tanto conductoras como con buenas propiedades mecánicas [32].

Los polímeros conductores suelen tener sistemas grandes Pi conjugados que pueden cambiar su conductividad eléctrica mediante el dopaje químico o electroquímico para lograr el propósito de absorber ondas electromagnéticas. hay radicales libres en la cadena de polímeros conductores dopados, y la conductividad eléctrica de los polímeros proviene de la transición de este tipo de dipolos. La conductividad eléctrica de los polímeros conductores es ajustable, su rango de conducción puede ir desde aislantes hasta semiconductores e incluso conductores metálicos, y diferentes conductividad eléctrica mostrarán diferentes propiedades de absorción de ondas [33]. En la actualidad, los polímeros conductores más ampliamente utilizados en el campo de la absorción de ondas incluyen polianilina, polipirrol, Politiofeno y sus derivados.

2.2 partículas magnéticas

Los materiales magnéticos tienen una alta pérdida magnética y una fuerte eficiencia de absorción de microondas. la investigación de partículas magnéticas tradicionales como ferritas y partículas metálicas en el país y en el extranjero es anterior, y la teoría de la investigación es relativamente completa. Los Metales magnéticos tienen una alta resistencia a la saturación y una temperatura de curie, pero debido a los límites de snoek, la conductividad magnética de los medios magnéticos en el rango de alta frecuencia disminuye rápidamente [34], lo que resulta en una disminución de la capacidad de atenuación de las ondas electromagnéticas.

2.2.1 ferritas

Las ferritas se refieren a compuestos compuestos compuestos por elementos de oxígeno y hierro en una cierta proporción, que tienen excelentes propiedades magnéticas.

Las ferritas se pueden dividir en tipo Espinel [35 - 36], tipo granate [37] y tipo magnetita [38] según su estructura, y su estructura se muestra en la figura 3. Las ferritas de plomo magnético tienen propiedades isotrópicas y resonancia natural, y sus propiedades de pérdida magnética son las más excelentes que las de los otros dos tipos, pero tienen deficiencias como banda de absorción estrecha, poca resistencia a la oxidación y alta densidad. Los investigadores preparan materiales de ferrita con diferentes estructuras y propiedades explorando diferentes métodos sintéticos. en la actualidad, los métodos más utilizados son el método de coprecipitación química, el método de pulverización de magnetrón, el método de hilado electrostático, el método de Sol - Gel [39] y así sucesivamente.

2.2.1.1 estructura hueca poroso

La fabricación de materiales de ferrita densos en materiales porosos puede reducir la densidad de los materiales y lograr el requisito de que los materiales absorbentes de ondas sean ligeros. la estructura poroso en el interior de la ferrita cambiará el área de la pared de dominio, lo que causará cambios en la energía de la pared de dominio, producirá resistencia al desplazamiento de La pared de dominio y causará aún más una mayor pérdida magnética [40 - 41]. Las microesferas porosas de ferritas de manganeso - zinc se prepararon mediante el método de formación por pulverización de reacción propia con fe, mno2, fe2o3 y ZNo como sistemas de reacción. la superficie de las microesferas era áspera y estaba cubierta de microporos y el interior era una estructura hueca como se muestra en la figura 4. Después de calcular que la densidad del material ha disminuido significativamente, los resultados de la prueba de su rendimiento de absorción de ondas muestran que cuando la frecuencia es de 13 ghz, la pérdida mínima de reflexión puede alcanzar - 16 dbs, y la pérdida de reflexión en el rango de 10 a 14 GHz es inferior a - 8 dbs, lo que tiene Una buena capacidad de absorción de ondas en la banda de frecuencia intermedia. El material de microcuenta poroso de ferritas de manganeso - zinc tiene características estructurales únicas de poros huecos, lo que puede reducir efectivamente la densidad del material para aumentar su fracción de volumen relativa con el aire, mejorar la coincidencia de Resistencia del material y, por lo tanto, atenuar considerablemente la energía de las ondas electromagnéticas; Al mismo tiempo, la estructura poroso hueca reduce la densidad del material, lo que puede cumplir con el requisito de que el material absorbente de ondas sea ligero.

2.2.1.2 estructura de la cáscara nuclear

La baja constante dieléctrica y el ancho de banda de absorción más estrecho de una sola ferrita limitan en cierta medida su capacidad de absorción de microondas. la construcción de un material de cáscara nuclear con materiales magnéticos como material dieléctrico del núcleo como material dieléctrico de la carcasa hace que el material obtenga una buena coincidencia de resistencia con la pérdida dieléctrica y La pérdida magnética, mejorando así su capacidad de absorción de ondas [43 - 44]. Preparado por el método hidrotermal BaFe12O9@MoS2 El proceso del material absorbente de ondas de la estructura de la cáscara nuclear se muestra en la figura 5. Las pruebas de sus propiedades electromagnéticas muestran que la pérdida mínima de reflexión puede alcanzar - 61 DB cuando el espesor del material es de 1,7 mm, lo que puede absorber la mayoría de las ondas electromagnéticas incidente, y el ancho de banda de absorción efectivo es de 4,4 ghz. Su mecanismo de absorción de microondas se muestra en la figura 6. la estructura en capas mos2 tiene una alta superficie específica que puede formar múltiples puntos de dispersión, lo que hace que las ondas electromagnéticas incidente produzcan múltiples dispersión para mejorar la atenuación de las ondas electromagnéticas. La estructura de cáscara nuclear formada por mos2 y bafe12o9 ajusta en cierta medida la constante dieléctrica compleja de bafe12o9, mejora la coincidencia de Resistencia del material y permite que más ondas electromagnéticas entren en el interior del material, atenuando y absorbiendo la energía de las ondas electromagnéticas a través de múltiples reflejos y dispersión.

La estructura de la cáscara de núcleo doble 3D (fe3o4 / zno) @ C se preparó mediante el método de combustión de autopropagación de solución, el método de tratamiento térmico, el método de polimerización de fenoles y el método de reducción térmica de carbono. el proceso de síntesis se muestra en la figura 7. Las pruebas muestran que la pérdida mínima de reflexión alcanza - 40 dB cuando el espesor del material es de 2 mm y la frecuencia es de 15,31 ghz, el ancho de banda de absorción efectivo (rl ≤ - 10 db) puede alcanzar 6,5 GHz y el ancho de banda de absorción de alta eficiencia (rl ≤ - 20 db) es de 3,4 ghz. En primer lugar, el material del absorbedor tiene buenas condiciones de emparejamiento de resistencia que permiten que más ondas electromagnéticas entren en el interior del absorbedor, lo que proporciona la posibilidad de absorción; En segundo lugar, la cáscara de carbono y el núcleo magnético de óxido de zinc causan pérdidas dieléctrico, mientras que el núcleo magnético fe3o4 produce principalmente pérdidas magnéticas para mejorar la coincidencia de Resistencia del material; Los defectos estructurales en la superficie de la cáscara de carbono bajo la irradiación de ondas electromagnéticas pueden servir como centros de polarización, y la polarización de la interfaz y la relajación relativa se producirán en la interfaz fe3o4 / C y la interfaz ZNo / c. la cáscara C es propicia para mejorar la conductividad eléctrica de los nanocompuestos y promover así la acumulación y polarización de cargas eléctricas en la interfaz de los nanocompuestos; Finalmente, la estructura poroso en el absorbedor de espuma proporciona un rico canal para la dispersión y propagación de ondas electromagnéticas, lo que mejora la atenuación de las microondas.

2.2.2 polvo metálico en polvo

Los micropolvos magnéticos también han sido ampliamente estudiados como materiales absorbentes de ondas. los materiales absorbentes comunes de micropolvos magnéticos son principalmente fe, co, ni y sus aleaciones. Las altas temperaturas de Curie (770k) de los micropolvos magnéticos, la mejor estabilidad de la temperatura y la Alta conductividad magnética también favorecen el aumento de las pérdidas magnéticas, pero debido a su facilidad de oxidación y corrosión, a menudo se combinan con otros materiales para mejorar su estabilidad química y su capacidad de absorción de ondas [47 - 49].

2.2.2.1 polvo de hierro carbonil

El polvo de hierro carbonil tiene las ventajas de un punto de temperatura Curie más alto (unos 770 ° c), una mejor estabilidad térmica, una fuerte capacidad de pérdida magnética, bajo precio y un método de preparación simple. En comparación con otros materiales magnéticos, que tienen un mayor valor de intensidad magnética saturada, el límite de snoke se encuentra en una frecuencia más alta, por lo que el carbonil hierro es más adecuado para aplicaciones en un rango de frecuencia más amplio [50 - 51].

Li y otros [52] prepararon adsorbentes modificados depositando partículas de cobre en polvo de hierro carbonil (cip) mediante el método de chapado químico de cobre por ultrasonido, y luego prepararon materiales absorbentes de ondas recubiertos de tela no tejida que contenían el 85% de CIP modificado. En comparación con el CIP inicial, la conductividad magnética compleja y la constante dieléctrica del CIP modificado después del tratamiento del CIP con el proceso de chapado químico ultrasónico aumentaron, el espesor del material fue de 2 mm, la frecuencia fue de 8 a 12 ghz, y la pérdida mínima de reflexión fue de - 8,43 db; Cuando el espesor del material es de 2,08 mm y la frecuencia es de 9,35 ghz, la pérdida mínima de reflexión es de - 26 db. La interfaz entre las partículas de cobre depositadas en el CIP y el CIP contribuye en gran medida a mejorar el rendimiento de las microondas. cuando las partículas de cobre están estrechamente dispuestas en el cip, las características electromagnéticas de la superficie del CIP cambian, lo que produce una pequeña corriente eléctrica local en el material absorbente que causa una pérdida de energía electromagnética.

2.2.2.2 polvo de níquel nanométrico

El polvo de níquel nanometálico tiene un tamaño pequeño y una gran superficie específica, y muestra propiedades superiores a los materiales a granel en muchos aspectos [53]. Además, el polvo de níquel metálico tiene excelentes propiedades eléctricas y magnéticas y es ampliamente utilizado en fluidos magnéticos [54 - 56], catalizadores de alta eficiencia [57], materiales de electrodos de alto rendimiento [58] y materiales absorbentes de ondas. Con aluminio como matriz y partículas de níquel y carburo de silicio como refuerzos, los materiales compuestos al / ni - sic se preparan mediante dos métodos: el primero es recubrir nanopartículas de ni en partículas de sic mediante un método de chapado químico y luego mezclarlas con polvo de al; El segundo método es mezclar sic con ni y luego mezclar el polvo compuesto sintético con al. Cambiando la capacidad de absorción de microondas de las muestras de prueba de fracción de masa del material compuesto sic - ni, se encontró que en las muestras galvanizadas, las muestras de aluminio con una fracción de masa adicional del 10% ni - sic tenían el mejor valor de absorción de microondas, mientras que en las muestras mixtas, las muestras de aluminio con una fracción de masa del 5% ni - sic tenían la mejor absorción de microondas. Las pruebas han demostrado que la pérdida de absorción de algunas muestras ha aumentado en unos 12 dB a una frecuencia de unos 10,45 ghz; A una frecuencia de unos 12,7 ghz, la pérdida de absorción de algunas muestras aumentó en unos 17 db. Esto puede deberse a que la buena distribución de ni - sic en la matriz de al sin aglomeración entre los polvos de al y ni - sic mejora la distribución y tiene un impacto positivo en la absorción por microondas; El aluminio reforzado con partículas SIC de cerámica dura minimiza el tamaño de las partículas, que actúan como esferas internas para reducir el tamaño de las partículas y aumentar la superficie, promoviendo así la absorción por microondas, un fenómeno que se debe principalmente a la pérdida de polarización causada por defectos, vacantes e interfaces.

2.2.2.3 polvo de cobre nanométrico

El efecto de pequeño tamaño, el efecto de superficie y el efecto de túnel cuántico del polvo de cobre nanométrico le dan propiedades especiales en las direcciones de electricidad, magnetismo y mecánica [60 - 62], y su conductividad eléctrica es similar a la de la plata, pero su precio es bajo, por lo que es ampliamente utilizado. La ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia han preparado materiales compuestos fe / cu con partículas de cobre depositadas en placas de hierro carbonil mediante el método de chapado químico. los elementos de cobre se distribuyen uniformemente en los límites de grano del hierro carbonil en forma de escamas manteniendo la estructura interna del polvo de hierro. Se exploró la influencia del tiempo de chapado químico en las propiedades de absorción de microondas, y los resultados mostraron que con el aumento del tiempo de chapado químico, la pérdida de reflexión mostró una tendencia a la baja. Con el aumento del tiempo de galvanoplastia, el pico de pérdida de reflectividad cayó de - 32,2 dB a - 11,5 db. El ancho de banda de absorción efectivo se redujo de 7 GHz a 1,3 ghz. Debido al crecimiento y deposición del cobre en la estructura cristalina del hierro carbonil, se han mejorado enormemente los defectos internos. el cobre en sí tiene altas propiedades dieléctrico, lo que resulta en un aumento de la constante dieléctrica de la muestra. con el aumento del tiempo, las partículas de cobre son difíciles de adherirse y cuando el contenido de partículas de cobre es demasiado alto, la disminución de la resistencia del material causará una disminución de su capacidad de absorción de ondas.

3 materiales absorbentes compuestos de polímeros conductores / partículas magnéticas

Las propiedades de los buenos materiales absorbentes de microondas dependen principalmente de la complementariedad efectiva de las pérdidas dieléctrico y magnéticas y el diseño razonable de los parámetros estructurales. En los materiales absorbentes de ondas encontrados, las partículas metálicas magnéticas tradicionales, como las ferritas y el hierro carbonil, tienen pérdidas dieléctrico y magnéticas relativamente altas [64]. En la actualidad, en la investigación de partículas magnéticas, hay principalmente deficiencias en la banda de frecuencia estrecha, el rendimiento de absorción de ondas no es ideal, la proporción es grande, la densidad es alta, la estabilidad es pobre y la tasa de llenado es alta [65]; Los materiales absorbentes de ondas a base de polímeros conductores han atraído una gran atención debido a sus características de síntesis simple, masa ligera y bajo costo, pero el mecanismo de pérdida de microondas de los polímeros conductores es principalmente la mala resistencia a la coincidencia de la resistencia a la pérdida dieléctrica, y la combinación de polímeros conductores y materiales magnéticos reduce la coincidencia de resistencia de los materiales a través de la coordinación entre las propiedades electromagnéticas, mostrando así una buena capacidad de absorción de microondas.

3.1 materiales absorbentes de ondas de ferritas / polímeros conductores

Los diversos materiales compuestos con ferritas magnéticas y polímeros conductores como matriz proporcionan una buena opción para mejorar la eficiencia de absorción y ampliar el rango de frecuencia de absorción, al tiempo que combinan eficazmente la pérdida magnética, la pérdida dieléctrica y la pérdida de interfaz.

Los materiales estructurales de cáscara nuclear son materiales compuestos con estructuras ensambladas ordenadas formadas por el recubrimiento de enlaces químicos u otras interacciones. Los nanocompuestos de cáscara nuclear de Barita (bafe12o19) / Polianilina (pani) se prepararon mediante polimerización in situ, y el espesor de la cáscara de la capa PANI se ajustó aumentando el contenido de monómeros iniciales. las pruebas mostraron que los nanocompuestos de cáscara nuclear optimizados eran de 30 a 40 nm. cuando el espesor del material era de 12,8 GHz con una frecuencia de 2 mm, la pérdida mínima de reflexión del material era de - 28 DB y el ancho de banda de absorción efectiva era de 3,8 GHz (11,8 a 15,6 ghz). La capa de Polianilina recubierta en la superficie de las nanopartículas de ferrita ha obtenido mejores características de emparejamiento de resistencia en el espacio libre, utilizando efectivamente la combinación de pérdida de resonancia magnética, pérdida de vórtice y pérdida de conducción, así como la pérdida de resistencia de la interfaz. estas sinergias de mecanismos permiten al material absorber más energía de ondas electromagnéticas.

La estructura hueca no solo permite que el material tenga una mayor superficie específica y una densidad más baja, sino que también su espacio interior puede acomodar una gran cantidad de moléculas huésped de diferentes tamaños [69]. Ji y otros [70] utilizan ácido fluorhídrico y gamma -Fe2O3@SiO2 @ pedot Core Shell nanocompuestos reaccionaron para construir un gamma hueco -Fe2O3@PEDOT Nanocompuestos de cáscara nuclear, cuyo proceso de preparación se muestra. Los parámetros electromagnéticos y las propiedades de absorción de microondas del material se miden en un rango de banda de 2 a 18 ghz, en comparación con gamma. -Fe2O3@SiO2 @ pedot Core Shell nanomaterial, hueco gamma -Fe2O3@PEDOT La capacidad de absorción de microondas de los nanocompuestos de cáscara nuclear ha mejorado significativamente, con una pérdida mínima de reflexión de - 44,7 DB cuando la frecuencia es de 12,9 GHz y un ancho de banda de absorción efectivo de 4,3 ghz. Cuando las microondas pasan por la capa pedot desde el aire, la cáscara pedot producirá pérdidas dieléctrico; En segundo lugar, la atenuación de la energía electromagnética causada por la reflexión múltiple y la dispersión difusa en la cavidad interna de las microondas incidente; Por otro lado, la onda incidente penetra en la capa pedot en el espacio hueco interior y luego penetra en el agujero fe2o3 en el espacio hueco. la atenuación de la energía electromagnética es causada por la pérdida dieléctrica de la capa pedot, la pérdida magnética de fe2o3 y la sinergia de la estructura de la cáscara del núcleo hueco; Además, el efecto de tamaño de los materiales huecos y nanocompuestos puede mejorar sus propiedades de absorción de ondas, por lo que las ondas electromagnéticas se atenuan efectivamente a través de múltiples reflexiones y absorción en la estructura del núcleo hueco.

Las nanopartículas fe3o4 y fe2o3 tienen excelentes propiedades magnéticas, pero su resistencia a la corrosión y estabilidad térmica son malas y son propensas a reacciones secundarias durante la reacción, lo que resulta en un deterioro de las propiedades absorbentes de los materiales compuestos [71]. El material compuesto de microesferas de vidrio hueco (hmg) recubiertas de partículas ni0.7zn0.3fe2o4 fue preparado por el método de solución - Gel con ferritas de níquel - zinc con buena propiedad magnética, resistencia a la corrosión y estabilidad térmica, y luego el material compuesto ternário (hmg / ni0.7zn0.3fe2o4 / pth) fue sintetizado por el método de polimerización in situ, cuyo proceso se muestra en La figura 10. Los resultados de las pruebas mostraron que la conductividad eléctrica y la susceptibilidad magnética saturada de HMG / ni0.7zn0.3fe2o4 / PTH alcanzaron 6,87 x 10 - 5 S / cm y 11.627 EMU / G. Los materiales compuestos ternários tienen buenas características de absorción de microondas, con una pérdida mínima de reflexión de hasta - 13,79 dB a una frecuencia de 10,51 ghz; En la banda X (8,2 a 12,4 ghz), el ancho de banda de absorción de RL ≤ - 10 DB puede alcanzar los 2,6 GHz (9,4 a 12,0 ghz). El PTH aumenta la pérdida dieléctrica del material compuesto y mejora la coincidencia de Resistencia del material compuesto; Por otro lado, las ondas electromagnéticas se pueden reflejar varias veces en las microesferas de vidrio hueco después de pasar por el recubrimiento y son absorbidas varias veces por ferritas ni - zinc y pth. Fortalece la absorción de las ondas electromagnéticas que entran en el Medio y evita la reflexión secundaria de las ondas electromagnéticas; Además, la pérdida de estancamiento magnético, el efecto de cavidad, etc., también causarán la atenuación de las ondas electromagnéticas, mejorando aún más la capacidad de absorción de microondas de los materiales compuestos.