《表1 Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs不同厚度下的微波吸收性能对照表》

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《Fe_3O_4/木质素基纳米碳纤维复合材料的制备及其微波吸收性能探究》

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式中，Z0代表自由空间的输入阻抗；Zin代表吸波体的输入阻抗；εr和μr分别代表相对介电常数和相对磁导率；d代表吸波体的厚度；c、f分别代表电磁波在自由空间的速度和电磁波的频率；RL代表吸波体的反射损耗。理论上当RL值小于-10 dB时，说明进入材料内部的电磁波将被损耗掉90%，低于此数值为有效吸收，RL值越小说明吸波性能越好。试样厚度是影响RL峰值强度和RL最小值频率的主要因素之一。图9为Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs在2～18 GHz范围不同厚度下的反射损耗曲线。由图9可知，随着吸波体厚度的增加，复合材料的最小反射损耗峰值都是向低频移动，Fe3O4/CNFs的RL值均未小于-10 dB，RL最小值为-6.8 dB。然而Fe3O4/HCNFs纳米复合材料在吸波体厚度1.5 mm、频率9.28 GHz处RL最小值可达-11.8 dB，高于安静等人[23]溶剂热法制备纳米Fe3O4（-6.7 dB）和Salimkhani等人[24]制备Fe3O4/CFs(-7.8 dB），另外小于-10 dB的频宽为1.12 GHz(8.74～9.86 GHz），RL最小值略低于Xie等人[6]制备的中空多孔碳纤维（-14.98 dB），但其更有利于高频段的吸收。当Fe3O4/HCNFs吸波体厚度为2.5 mm时，小于-10 dB的频宽为0.43 GHz(5.28～5.71 GHz）；吸波体厚度为2 mm时，小于-10 dB的频宽为0.75 GHz(6.57～7.32 GHz）；吸波体厚度为1 mm时，小于-10 dB的频宽为1.34 GHz(13.41～14.75 GHz）。随着吸波体厚度在1.0～2.5 mm变化，小于-10 dB的吸收频带可覆盖9.47 GHz(5.28～14.75 GHz）。Fe3O4/CNFs和Fe3O4/HCNFs纳米复合材料的微波吸收性能详细数据见表1。由表1中结果可知，Fe3O4/HCNFs吸波体微波吸波性能优于Fe3O4/CNFs，小于-5 dB和小于-10 dB的频率覆盖范围都是较宽的，这是由于其与自由空间阻抗匹配较好，更多入射的微波进入到材料内部进而被损耗转换成热能。此外，由于多孔和中空结构的存在，可能会提供额外的微波传播通道，有利于微波的多次散射和反射进而增强进一步的损耗[25]。