成果简介
合理的成分设计对于优化阻抗匹配和增强微波吸收材料的反射损耗非常重要。本文，哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院钟博教授团队在《ACS Appl. Nano Mater》期刊发表名为“Graphene/BN/Fe/BN Nanocomposites for Highly Efficient Electromagnetic Wave Absorption”的论文，研究通过简单的工艺成功制备了石墨烯/BN/Fe/BN纳米复合材料，其中氮化硼（BN）锚固在石墨烯和铁球的表面。由于BN的微波透明特性，通过降低介电常数和衰减常数，很好地调整了石墨烯/BN/Fe/BN纳米复合材料的阻抗匹配。此外，在石墨烯表面引入薄BN可以有效地增加层状间距，从而增强界面极化。最终，石墨烯/BN/Fe/BN纳米复合材料的微波吸收特性得到显著优化，在1.4mm时最小反射损耗可达−44.53 dB，当厚度仅为1.5mm时，−10dB以下的有效吸收带宽可以达到4.4GHz，填充载荷为40 wt%。得益于多组分设计和结构调节，优化了石墨烯/BN/Fe/BN的阻抗匹配和电磁波吸收性能。本研究通过结构设计和成分调节为合成高效微波吸收剂铺平了道路。
图文导读
图1.石墨烯/氮化硼/铁/氮化硼纳米复合材料制备工艺示意图。
图2.（a） 石墨烯、纳米铁和石墨烯/氮化硼/铁/国阵纳米复合材料的XRD光谱。石墨烯/氮化硼/铁/氮化硼复合材料的XPS光谱：（b）全扫描，（c）C 1s光谱，（d）N 1s光谱，（e）B 1s光谱和（f）O 1s光谱。
图3.石墨烯/BN/Fe/BN纳米复合材料中具有不同纳米铁含量的RL值的3D彩色映射线框表面和轮廓
图4.石墨烯/氮/铁/氮化硼纳米复合材料的阻抗匹配和衰减常数（α）。
图5.纳米复合材料的科尔-科尔环
小结
综上所述，采用简单的球磨烧工艺制备了一种新型石墨烯/BN/Fe/BN纳米复合材料，其表面覆盖着BN和铁球。由于BN的微波透明特性，石墨烯/BN/Fe/BN复合材料的介电常数和衰减常数降低，阻抗匹配得到有效改善。本研究开辟了一种通过结构设计制造低厚度高性能微波吸收剂的新策略。
文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.2c04129
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