创新化学接枝SiBON/rGO 高性能吸波材料

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本项目通过创新化学接枝方法实现了对于陶瓷/还原氧化石墨烯纳米片(RGNPs)电磁吸收复合材料的快速制备,设计了一种电磁吸收性能优异的新型陶瓷/RGNPs复合材料:SiBON/RGNPs。 研究结果表明,在液相环境下化学接枝,SiBON中SiO2的(110)晶面通过化学反应与石墨烯边缘形成定向锚固的微观结构,在外侧通过结构实现陶瓷电磁波透过作用,在内侧通过RGNPs进行电磁波的损耗。 通过物相分析,针对此类材料以上合成方法具有普适性。在性能方面,硼酸含量28 vol%, 1.5 mm厚时最大吸收带宽为3.36 GHz,在1.4 mm,16.16 GHz处最小反射损耗为-39.729 dB;硼酸含量38 vol%, 1.5 mm厚时最大吸收带宽为4.56 GHz,在1.4 mm,16.24 GHz处最小反射损耗为-45.729 dB;硼酸含量48 vol%, 1.7 mm厚时最大吸收带宽为3.36 GHz,13.44 GHz处最小反射损耗为-50.430 dB。由此得出:陶瓷中非晶含量越高,复合后在X波段和Ku波段复介电常数虚部越稳定、实部峰值越高、损耗角正切值越高,因此材料的电磁波吸收性能越好。 研究数据表明,当硼酸原料含量为48 vol%,石蜡填充比例为20 wt.%,陶瓷与RGNPs质量比为1:10时,复合材料在1.7 mm下实现最高吸收带宽4.80 GHz,覆盖X,Ku波段以及部分C波段。 目前材料已与北京航空制造研究所达成合作,并正在国防某项目中进行可行性验证。未来有望在某型号飞机上正式大规模应用。同时项目已与多家企事业单位进行了合作。在工业生产中的电磁防护和电磁污染治理领域已展开应用,未来两年内有望实现10-30万元盈利收入。