碳基磁性復(fù)合材料在電磁波吸收領(lǐng)域的研究進(jìn)展

張豐發(fā),布和巴特爾,齊海群,蔡 澤

(黑龍江工程學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050)

碳元素具有SP、SP2、SP3雜化的多樣電子軌道特性，其中,SP2的異向性導(dǎo)致晶體和其它排列的各向?qū)裕虼耍荚伢w現(xiàn)出多種性質(zhì)。碳作為單一元素可形成三維、二維和一維材料而被廣泛應(yīng)用。從傳統(tǒng)的碳纖維、炭黑、膨脹石墨到新型碳納米管、石墨烯和富勒烯，碳材料展現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，并在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用[1]。

碳材料具有光電磁性能的同時(shí)還兼具硬度高、比重輕等諸多優(yōu)點(diǎn)而被應(yīng)用在諸多領(lǐng)域。如高靈敏傳感器、鋰離子電池、半導(dǎo)體器件、藥物運(yùn)輸及腫瘤治療、電磁波吸收與屏蔽、光電催化劑等。相對于傳統(tǒng)材料，在這些領(lǐng)域中碳材料表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能而成為研究熱點(diǎn)[2]。

隨著科技的不斷發(fā)展，電磁波日益頻繁地應(yīng)用于現(xiàn)代生活。其在提高人類生活水平的同時(shí)，也形成了新的污染[3]。長期處于電磁波環(huán)境中，人體平衡狀態(tài)的微弱電磁場會遭到破壞，導(dǎo)致永久性疾病或危及生命。同時(shí)電磁波在提高武器系統(tǒng)的生存能力和防御打擊能力方面都有重要的意義[4]。電磁波吸收材料是指能夠吸收衰減入射的電磁波，并將其電磁能轉(zhuǎn)換成熱能而耗散掉或使電磁波因散射等原因而消失的一類材料，從而達(dá)到電磁波污染防護(hù)和軍事目標(biāo)隱身的目的。在眾多電磁波吸收材料中碳基材料的性能尤為突出，特別是和磁性材料復(fù)合使用時(shí)可以達(dá)到較高的電磁波吸收性能。本文介紹了近些年發(fā)表的碳基磁性復(fù)合材料在電磁波吸收領(lǐng)域的相關(guān)文章，并對其未來發(fā)展前景進(jìn)行分析。

1 石墨烯基磁性復(fù)合材料

石墨烯(Graphene RGO)是目前最吸引國內(nèi)外產(chǎn)學(xué)研界追逐的碳納米材料，近年來作為1種新型的材料也引起了電磁波吸收領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，由于其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，石墨烯復(fù)合材料在電磁波吸收領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿5]。

Li[6]等將FeSO4·7H2O和自制的石墨烯混合后再用NaBH4和NaOH混合溶液進(jìn)行還原，得到RGO/Fe復(fù)合材料，其最大吸收峰在5.6 GHz處，最大的反射率達(dá)到-36.5 dB。RGO/Fe的反射率范圍為5.0～6.4 GHz，低于-10 dB。帶寬達(dá)到1.4 GHz。與相同方法制備的Fe納米顆粒進(jìn)行比較，與石墨烯復(fù)合后其電磁波吸收效率有很大的改善。

Zhu[7]等用1種簡單的微波輔助加熱方法制備還原氧化石墨烯-鎳(RGO-Ni)復(fù)合材料。分析發(fā)現(xiàn)，由于電損耗和磁損耗的協(xié)同作用以及形成巨大的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)而引起了電子極化，因而形成還原氧化石墨烯-鎳復(fù)合材料的電磁波吸收性能晶石。厚度為2 mm的RGO-Ni復(fù)合材料在17.6 GHz處最小反射損耗可達(dá)-42 dB，表現(xiàn)出良好的電磁波吸收性能。

Liao[8]等通過水熱反應(yīng)以Co-Al納米顆粒和氧化石墨為原材料制備微孔狀Co/rGO納米復(fù)合材料。測試結(jié)果為：氣孔直徑為1.6 nm，10wt%的樣品在1.7 mm厚度時(shí)就顯示出最小反射，損失(RL)值為-108.0 dB，吸收帶寬(RL≤10 dB)達(dá)到8.5 GHz。該材料具有高的微波吸收性能，主要原因?yàn)槲⒖捉Y(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)材料的有效介電常數(shù)并促進(jìn)交換共振而改善磁損耗性。

孫晨[9]等利用乙二醇為溶劑，氧化石墨、FeSO4·7H2O和NiSO4·6H2O為原材料，通過水合肼等還原劑制備出FeNi/RGO納米復(fù)合材料。通過研究Fe和Ni元素配比對復(fù)合材料的電磁波吸收性能的影響，發(fā)現(xiàn)復(fù)合物中[Fe2+]∶[Ni2+]的比例為1∶1時(shí)其電磁波性能最佳。僅在1.5 mm厚度時(shí)，復(fù)合材料在12.4 GHz處就能達(dá)到-32 dB的最佳反射率，并且吸收帶寬可達(dá)到10.9 GHz，復(fù)合材料有很高的比飽和磁化強(qiáng)度(57.9 emu·g)，因此，可以判斷其對電磁波的吸收作用主要通過磁性材料的磁損耗來實(shí)現(xiàn)。

李國顯[10]等在氧化石墨與Fe3O4粒子的懸浮液中添加還原劑水合肼，用微波輻照反應(yīng)制備石墨烯/Fe3O4復(fù)合物。結(jié)果表明，當(dāng)石墨烯和Fe3O4粒子以質(zhì)量比10∶1進(jìn)行復(fù)合，得到的材料在匹配厚度2.0～2.5 mm之間變化時(shí)，反射損耗小于-20 dB，頻率覆蓋在6.5～8.7 GHz之間。通過調(diào)節(jié)Fe3O4粒子的相對含量，復(fù)合材料的反射損耗最小可以達(dá)到-49.7 dB。良好的電磁波吸收性能歸結(jié)為電損耗和磁損耗協(xié)同作用。

Liu[11]等首次采用水熱法和原位聚合法制備了graphene@CoFe2O4@聚苯胺的新型三元納米鐵磁性材料。電磁參數(shù)測試結(jié)果表明，納米復(fù)合材料具有較好的阻抗匹配性、優(yōu)異的電磁波吸收性能和較寬的吸收帶寬。在1.6 mm厚度時(shí)納米復(fù)合材料的最佳反射損失率出現(xiàn)在14.9 GHz處，達(dá)到-47.7 dB。反射損失率低于-10 dB和-20 dB的帶寬分別為5.7 GHz和2.0 GHz，研究發(fā)現(xiàn)三組份納米復(fù)合材料均具備優(yōu)良的電磁波吸收性能和較寬的吸收帶寬，具有很好的應(yīng)用前景。

2 碳納米管基磁性復(fù)合材料

碳納米管(Carbon Nanotubes CNTs)是由單層或多層石墨片卷曲而成的無縫納米級管。每個(gè)碳納米管的基本結(jié)構(gòu)單元是1個(gè)碳原子通過SP2雜化與周圍3個(gè)碳原子完全鍵合而構(gòu)成，根據(jù)碳納米管中碳原子層數(shù)的不同，可大致分為單壁碳納米管((SWNTs)和多壁碳納米管(MWNTs)兩類[12]。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)碳納米管的電磁特性明顯異于其他各類碳結(jié)構(gòu)材料[13-16]，例如，由于量子限域效應(yīng)，電子在碳納米管中的運(yùn)動是沿軸向的，由于電子能量和波矢之間的關(guān)系，碳納米管表現(xiàn)出金屬或半導(dǎo)體特性[17-18]。特別是碳納米管擁有特殊的螺旋結(jié)構(gòu)和手征性，導(dǎo)致其具有特殊的電磁效應(yīng)[19]。同時(shí)，碳納米管獨(dú)特的力學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性能也使其在電磁波吸收領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。研究證明，碳納米管與磁性顆粒復(fù)合后對電磁波吸收的效果更為顯著[20]。

朱紅[21]等采用化學(xué)鍍的方法在碳納米管的表面沉積了一層鎳，通過透射電鏡觀察證實(shí)了碳納米管外已鍍覆了鎳層，鍍層厚度為8～15 nm。通過對鍍鎳后的碳納米管進(jìn)行熱處理使得鍍層變得更為連續(xù)，表面性能得到了有效改善，從而使材料的電磁性能有較大地提高?；瘜W(xué)鍍鎳碳納米管的最大反射損耗值隨著匹配厚度的增加而略有減小，但是在整個(gè)測試頻率范圍內(nèi)，反射損耗值為R<-10.5 dB，拓寬了吸收頻帶，提高了電磁波的吸收性能。

Sha[22]等通過簡單而快速的微波焊接方法制備了含有Ni-C化學(xué)鍵的Ni-CNT復(fù)合材料。由于碳納米管與金屬Ni之間的Ni-C鍵合，導(dǎo)致金屬鎳的表面電場分布發(fā)生調(diào)整，基于SPR機(jī)制可判斷其有利于提高材料的高頻電磁波吸收性能。測試結(jié)果表明，Ni-CNT復(fù)合材料在一般頻率(2～18 GHz)時(shí)具有良好的微波吸收特性。只有2 mm厚度情況下，反射率小于-10 dB的吸收帶寬可達(dá)6.5 GHz，最小反射率可達(dá)-30 dB。Ni-CNT復(fù)合材料和金屬Ni相比，其結(jié)構(gòu)和電子密度發(fā)生了巨大的變化。由于CNTs與金屬Ni的復(fù)合，Ni-C鍵合界面在10～18 GHz范圍內(nèi)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁波吸收帶。Ni-CNT復(fù)合材料的厚度越薄，暴露的Ni-C界面越多，其輻射損失越小。通過該方法合成1種可調(diào)控電磁波吸收性能的材料。

林[23]等首先將多壁碳納米管用濃HNO3進(jìn)行純化處理后再與二茂鐵進(jìn)行充分混合，在管式爐中煅燒得到Fe填充的多壁碳納米管，由于Fe的填充提高了復(fù)合材料的磁損耗性能，使制備的材料在Ku波段表現(xiàn)出良好的電磁波吸波吸收效果。在3.5 mm厚度時(shí),最佳反射衰減為-22.73 dB，小于-10 dB反射率的頻寬為4.22 GHz。

Tong[24]等研究了碳納米管/碳基鐵粉(CNTs/CIPs)復(fù)合吸波材料在2～18 GHz的電磁特性，使碳納米管/碳基鐵粉(CNTs/CIPs)復(fù)合吸波涂層具備薄、輕、寬、強(qiáng)等特點(diǎn)。與CIPs相比，CNTs/CIPs復(fù)合材料具有更高的電導(dǎo)率、介電常數(shù)和介電損耗，且隨著CNTs含量的增加，其電導(dǎo)率、介電損耗逐漸增大。其中，當(dāng)CNTs=2.2%時(shí)，涂層厚度為1.2～2 mm時(shí)，在6.4～14.8 GHz的頻率范圍內(nèi)，反射損失(RL)超過-20 dB。在11.2 GHz處發(fā)現(xiàn)最小RL為-33.3 dB，其對應(yīng)的匹配厚度為1.5 mm。適當(dāng)?shù)碾姶牌ヅ?、一定的高?dǎo)電性、介電常數(shù)和介電損耗的碳納米管能增強(qiáng)電磁波吸收效果，因此，該材料具有優(yōu)異的電磁波吸收性能。

Li[25]等將Fe(acac)3和碳納米管溶于丙三醇中，采用溶劑熱法制備納米Fe3O4包覆的碳納米管。涂層結(jié)構(gòu)分為致密涂層或疏松涂層，電磁波吸收性能具有涂層結(jié)構(gòu)依賴性。通過測定微波吸收能力發(fā)現(xiàn)該材料致密涂層的性能比疏松涂層高83%。致密涂層的增強(qiáng)歸功于它的高覆蓋范圍，碳納米管表面的Fe3O4納米粒子密度可以彌補(bǔ)介電損耗和磁損耗值之間的差距。當(dāng)厚度為1.5 mm時(shí)，最小反射率達(dá)到-43 dB，吸收頻率帶寬可達(dá)8.5 GHz。結(jié)果表明，優(yōu)化后的涂層性能良好，不僅產(chǎn)生了介質(zhì)弛豫還提高磁性以渦流形式產(chǎn)生的損失。該實(shí)驗(yàn)證明磁性納米顆粒涂層為影響碳納米管電磁波吸收性能的關(guān)鍵因素。

Zhang[26]等設(shè)計(jì)出具有輕質(zhì)混合結(jié)構(gòu)的磁性CoFe2O4中空顆粒改性多壁碳納米管(MWCNTs)與還原氧化石墨烯(RGO)片。制備了包覆還原性氧化石墨烯/磁性CoFe2O4空心粒子的多壁碳納米管復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有顯著的微波吸收性能。由于其特殊的納米結(jié)構(gòu)、充足的孔隙空間、較高的比表面積和協(xié)同效應(yīng)，當(dāng)復(fù)合材料的填充量僅為20wt%時(shí)，就表現(xiàn)出顯著的微波吸收性能。在11.6 GHz時(shí)，最大反射損耗達(dá)到-46.8 dB，反射損耗厚度為1.6 mm。-10 dB以下反射損耗對應(yīng)的帶寬為13.1 GHz(4.9～18 GHz)，厚度在1.2～4 mm之間。適當(dāng)?shù)淖杩蛊ヅ洹?qiáng)自然共振和多種極化作用使該材料具有優(yōu)異的微波吸收性能。

3 其它碳基磁性復(fù)合電磁波吸收材料

除了石墨烯和碳納米管材料以外，碳纖維、石墨化碳、生物質(zhì)碳、MOF衍生多孔碳等多種碳基材料的電磁波吸收性能也受到廣泛關(guān)注。這些導(dǎo)電性良好的碳材料與磁性材料復(fù)合后也能體現(xiàn)出優(yōu)越的電磁波吸收性能[27]。

基于雙金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)制備CoNi/C納米復(fù)合材料，并應(yīng)用于電磁波吸收領(lǐng)域。同時(shí)研究不同碳化溫度對相結(jié)構(gòu)、形貌和微波吸收性能的影響。結(jié)果表明，CoNi/C復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能，粒徑約為20 nm，Ni、Co和C元素分布均勻。通過電磁波吸收測試得出結(jié)論：650 ℃下制備的CoNi/C產(chǎn)品的電磁波吸收性能優(yōu)于500 ℃、800 ℃和950 ℃所制備的樣品性能。最小反射損失(RL)值出現(xiàn)在厚度為1.8 mm的15.6 GHz處，為-74.7 dB。有效吸收帶寬(RL≤10 dB)范圍為2.9～18 GHz。研究表明，由MOFs材料為前驅(qū)體制備的多孔CoNi/C納米復(fù)合材料具有良好的阻抗性能而呈現(xiàn)出較強(qiáng)的界面損耗，可作為優(yōu)良的電磁波吸收劑[28]。

通過改良的電弧放電方法在甲烷氣氛中制備碳包覆的Ni(C)納米膠囊并對2～18 GHz范圍的電磁參數(shù)進(jìn)行測量。從數(shù)據(jù)分析可以看出，由于納米尺寸顆粒表面各向異性能的增加，導(dǎo)致在5.5 GHz時(shí)自然共振在微波吸收中占主導(dǎo)地位。相對復(fù)介電常數(shù)測定表明Ni(C)納米膠囊樣品具有較高的電阻率。厚度為2 mm的Ni(C)納米膠囊在13 GHz時(shí)的最大反射損耗可以達(dá)到-32 dB。由于材料的微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了電磁匹配、強(qiáng)烈的自然共振以及極化弛豫現(xiàn)象，因此，其具有優(yōu)異的電磁性能。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在帶寬范圍11.2～15.5 GHz內(nèi)，反射損耗小于-10 dB。具有介電性能和鐵磁性能的核殼碳包覆納米膠囊成為新型的電磁波吸收材料[29]。

Sun[30]等采用原位還原法制備1種活性碳纖維/Fe3O4復(fù)合材料(ACF/Fe3O4)。Fe3O4納米顆粒的粒徑為10～40 nm，均勻分布于ACF表面。制備的ACF和ACF/Fe3O4復(fù)合材料在室溫下均顯示超順磁性能。通過材料復(fù)合Fe3O4前后的對比，發(fā)現(xiàn)電磁波吸收性能發(fā)生了較大地改變。從8.2～18 GHz頻率范圍內(nèi)的電磁波吸收譜圖可以看出，負(fù)載了Fe3O4納米顆粒后，ACF的電磁波吸收性能得到極大地提升，在16.45 GHz時(shí)發(fā)生最大變化，2 mm層的ACF/Fe3O4復(fù)合材料的最佳反射率為-30.07 dB。有效帶寬(R<-10 dB)增加到8.62 GHz(9.38～18 GHz)。利用納米Fe3O4磁性粒子進(jìn)行涂層，可以有效地改善ACF對電磁波的吸收性能。

Vidhya[31]通過溶液混合和混凝的方法合成聚偏二氟乙烯(PVDF)材料，該材料由磁性Fe3O4納米粒子和導(dǎo)電炭黑(CB)復(fù)合而成，具有較高的成本效益。CB和Fe3O4形成了三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使得PVDF/CB/Fe3O4復(fù)合材料(PCF)具有較高的導(dǎo)電性。從介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和阻抗譜可以看出，由于CB和Fe3O4界面聚集了大量電容點(diǎn)來儲存電子，因此，在10 MHz～1 GHz寬帶區(qū)域具有磁損耗和介電損耗性能，從而導(dǎo)致在PCF復(fù)合材料中產(chǎn)生增強(qiáng)界面極化損失作用。復(fù)合材料的電磁干擾屏蔽效能(EMI SE)大于20 dB，其屏蔽機(jī)制包括介電損耗、磁損耗及其協(xié)同作用。復(fù)合材料匹配的輸入阻抗使輻射進(jìn)入材料，并在界面處進(jìn)行多次內(nèi)反射，內(nèi)反射的輻射能量隨后被CB吸收。在X波段微波區(qū)域，厚度為2 mm、平均深度為0.37 mm的PCF-40復(fù)合材料的總電磁干擾SE為55.3 dB(屏蔽率的99.999 7%)。該復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能而在電磁波吸收領(lǐng)域擁有巨大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>

Li[32]等通過熱解-水熱法合成了由生物質(zhì)碳(BC)和Fe3O4@C納米球組成的比重輕的電磁波吸收材料。通過測試發(fā)現(xiàn)BC/Fe3O4@C納米復(fù)合材料在2～18 GHz頻率范圍有優(yōu)異的反射損耗(RL)值，磁性材料的加入大大提高了多孔碳的電磁波吸收性能。通過調(diào)節(jié)Fe3O4的含量可以有效地提高吸收體的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率匹配以及電磁波吸收性能，在2.72 GHz下，匹配厚度為2.46 mm時(shí)，最小反射損耗(RL)值為-56.61 dB，有效吸收頻帶為 2.72 GHz。良好的電磁波吸收性能歸因于電磁波在這種多孔結(jié)構(gòu)中能多次反射和散射，從而產(chǎn)生電子跳躍以及界面極化等協(xié)同效應(yīng)來損耗電磁波能量。這種低成本、簡單的制備工藝和出色的吸收性能證明BC/Fe3O4@C納米復(fù)合材料是1種出色的輕質(zhì)電磁波吸收材料。

Wang[33]等以富含氮元素的殼聚糖為原料，結(jié)合冷凍干燥法和高溫?zé)峤夥ㄖ苽淞顺p氮摻雜氣凝膠/Ni-NiO復(fù)合材料，其內(nèi)部形成的3D氣凝膠結(jié)構(gòu)不僅有利于增加電磁波的傳播路徑，提升阻抗匹配性能，還形成了3D導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低了復(fù)合材料的介電常數(shù)，增強(qiáng)了電磁波在材料內(nèi)部的衰減。結(jié)果表明，在密度為0.4 g/cm3、厚度為1.5 mm時(shí)，復(fù)合材料最小反射損耗在15.2 GHz時(shí)可達(dá)-41.9 dB，證明是1種應(yīng)用前景非常好的電磁波吸收材料。

劉志[34]等將納米石墨微片(GNS)通過原位聚合引入到 ODA/PMDA 型聚酰亞胺體系中，并以 FeCl3作為介孔尺寸調(diào)節(jié)劑，制備了一系列“多孔碳/納米石墨微片/鐵磁性粒子”復(fù)合吸波劑(PC/GNS/Fe)。當(dāng)匹配厚度為 2.6 mm 時(shí)，對頻率為 8 GHz 的電磁波最大吸收達(dá)到-36.5 dB(超過 99.9%吸收)，具有強(qiáng)吸收的特性；在厚度為1.4 mm時(shí)，反射損耗超過-10 dB 頻帶寬度(RL<-10 dB)達(dá)到 3.6 GHz(14.4～18.0 GHz)，具有寬頻吸收特性。通過調(diào)控材料的介孔尺寸以及結(jié)晶碳的含量，可以實(shí)現(xiàn)對其吸波性能的優(yōu)化和調(diào)控，有利于獲得綜合性能優(yōu)異和針對性強(qiáng)的電磁波吸收材料。

張[35]等將硝酸鎳/棉纖維混合物為前驅(qū)體,在H2/Ar氣氛下，高溫煅燒制備Ni/C復(fù)合材料。加入石墨烯后得到了石墨烯/鎳/碳三元復(fù)合材料，借助于改進(jìn)的制樣方式，磁性多孔碳納米復(fù)合材料在填料含量僅為10wt%時(shí)就表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸波性能,在頻率為15 GHz處,其最低反射率的值可達(dá)-37 dB。充分體現(xiàn)出其作為輕質(zhì)吸波材料的潛力。

Bao[36]等通過液相還原方法得到了雙殼空心Fe3O4/FeCo (DSH-Fe3O4/FeCo)微球， FeCo起到增強(qiáng)電磁波吸收和擴(kuò)寬有效吸收帶寬的作用，而碳起到提高阻抗匹配作用?？招脑O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)豐富了多個(gè)界面，有利于界面極化，從而增加了電磁波反射和散射，并對Fe3O4鐵芯的氧化提供物理化學(xué)保護(hù)。結(jié)果表明，磁性Fe3O4被FeCo和碳一層一層地完全包覆。Fe3O4/FeCo/C復(fù)合微球作為電磁波吸收材料的最大反射損耗高達(dá)-37.4 dB，小于-10 dB的帶寬甚至達(dá)到5.9 GHz。良好的電磁波吸收性能歸因于殼材料(Fe3O4、FeCo和碳)的組合和獨(dú)特的三層殼體中空結(jié)構(gòu)。因此，這項(xiàng)工作將有助于設(shè)計(jì)和制備具有優(yōu)異性能的電磁波吸收劑。

4 結(jié) 論

種類繁多的碳材料具備諸多優(yōu)異的性能，如良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱能力和化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)在高溫下仍保持良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱沖擊特性。當(dāng)其作為電磁波吸收材料時(shí)，有以下特點(diǎn)：1)碳材料體現(xiàn)出較高的復(fù)介電常數(shù)和較低的比重。2)通過將新型碳材料和傳統(tǒng)高碳材料與其它材料進(jìn)行有效的復(fù)合達(dá)到合理匹配從而有效調(diào)控吸收性能和吸收帶寬。尤其當(dāng)碳材料與磁性材料進(jìn)行復(fù)合后，可以顯著降低復(fù)介電常數(shù)，從而提高復(fù)磁導(dǎo)率，達(dá)到有效的電磁匹配來提高電磁波吸收效果。3)利用調(diào)控制備工藝條件，可以得到不同結(jié)構(gòu)形貌的碳基磁性復(fù)合材料，通過提高界面極化和渦流損耗值等方法進(jìn)一步提高電磁波吸收性能。

碳基復(fù)合材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電磁波吸收領(lǐng)域，取得了優(yōu)異的成果，但是也有以下不足：1)較高的復(fù)介電常數(shù)不利于電磁波的入射，因而導(dǎo)致材料的吸波性能較弱、阻抗匹配性差和吸收頻帶窄等缺點(diǎn)，必須通過碳材料與其它材料之間的復(fù)合來有效改善上述不足。2)新型碳材料制備成本比較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，而傳統(tǒng)的碳材料的電磁波吸收性能是無法達(dá)到新型碳材料的水平。3)為了電磁波快速進(jìn)入碳基復(fù)合材料內(nèi)部，需要通過調(diào)控制備工藝來獲得特殊結(jié)構(gòu)(三維結(jié)構(gòu)、解控結(jié)構(gòu)、殼核結(jié)構(gòu)等)的碳基復(fù)合材料。為了進(jìn)一步利用碳基磁性材料的電磁波性，需要從以下方面進(jìn)行深入研究：1)通過理論模擬、構(gòu)建新的模型，系統(tǒng)地探究碳基磁性復(fù)合材料的吸波性能影響機(jī)制，準(zhǔn)確分析碳材料和磁性材料在電磁波吸收過程中的作用機(jī)理。2)尋找新型磁性材料并與碳材料進(jìn)行復(fù)合，從而系統(tǒng)地分析電磁波吸收特性。3)研究不同結(jié)構(gòu)形貌的碳基磁性復(fù)合材料的電磁波吸收特性。4)制備工藝簡單化，低成本化、結(jié)構(gòu)可控的碳基磁性復(fù)合材料，為實(shí)際應(yīng)用提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。