行业动态   Hangye
    无分类
联系我们   Contact
联系我们

浙江绿创材料科技有限公司

地址:浙江省嘉兴市嘉善县罗星街道嘉善大道399号置地广场1号楼A1311室

刘经理:189-6713-4680

QQ:3096078724

网址:www.xibopian.com

搜索   Search
你的位置:首页 / 行业动态 / 正文

石墨烯--新型吸波材料及吸波机理

2018-1-22 21:15:49      点击:

石墨烯是2004年首次发现的一种新型的二维纳米材料,其神奇的二维结构使其具有独特的理化性能。

石墨烯是目前已知的导电性能最好的材料。石墨烯中的电子运动速度可以达到光速的1/300。石墨烯的价带和导带相交于费米能级,这赋予了石墨烯独特的零能隙半导体性能,是目前最高迁移率的锑化铟材料的两倍。在未来,石墨烯或有可能取代硅制造超微型晶体管,将计算机处理器的运算速率提高百倍。

石墨烯的强度相当于目前最好的钢材强度的100多倍,硬度甚至超过了钻石,是目前自然界强度最大的材料,而它的密度却很小。在室温下,石墨烯的热传导率是常用的金属导热材料如金银铜的十几倍,是铝的二十多倍。

石墨烯还具有其他一些特殊的性能,如超高的比表面积。单原子层石墨烯的理论比表面积可以达到惊人的2630m2/g,是活性炭的比表面积的2~3倍,可以用于吸附和脱附各种大分子和小颗粒。石墨烯的光学透过率达到97.7%,这种特性让石墨烯在太阳能电池的透明电极也有应用的潜力。


上述特点使得石墨烯有可能取代传统碳材料成为一种新型的电磁波吸收材料,但不可回避的是,与其他碳系材料类似,单纯石墨烯的主要电磁波衰减机制是电损耗,因而吸波性能欠佳。

因将碳材料与铁氧体、电损耗型的金属化合物纳米粒子复合是提高吸波性能的一种有效途径。石墨烯比表面积大,很适合作为载体来负载纳米粒子,不仅可以有效解决纳米粒子分散性差、自身易团聚的难题,而且可以在纳米尺度上对其结构和性能进行设计和优化,从而制备出具有特定组成、结构和性能的石墨烯基多功能复合吸波材料。

电磁波在传播过程中遇到任何形状的介质时,在电磁波的入射面或界面都会发生反射和透射现象。由于原传播介质的波阻抗和材料的波阻抗并不匹配,就会有一部分的电磁波发生反射,而另一部分则透射进入到介质内部。阻抗越不匹配,反射的电磁波就越多。只有当原传播介质的波阻抗与材料的波阻抗相互匹配时,电磁波才会最大效率地入射到材料内。电磁波在材料内部传播过程中与材料发生相互作用并被转化为其他形式的能量(如机械能、电能和热能等),即电磁波损耗。所以,吸波材料的吸波性能主要由两个条件决定:一是阻抗匹配特性,即减少电磁波在材料表面的反射或电磁波能够最大限度地进入到材料内部;二是衰减特性,即电磁波进入到材料内部后,材料能够对电磁波进行有效地吸收或损耗,减少电磁波的二次反射。

多组分石墨烯基吸波材料通过复合杂化粒子微结构及协同效应,并研究吸波材料的负载密度、形貌、结构、各组份成份含量以及各组份之间的协同效应对其电磁参数的影响,同时利用石墨烯的特殊结构以及石墨烯与纳米粒子复合所带来的特殊性质所造成的界面极化、电子弛豫极化和偶极子极化等效应来损耗电磁波,获得了具备多种电磁波损耗机制且性能可调的质轻、高强、宽频吸波材料结构体系。