文章编号:1001-9731(2023)04-04230-07Fe3O4/MXene/WPU复合膜的制备及其电磁屏蔽性能*陶美洁,李志伟,杨科,李衡峰(中南大学材料科学与工程学院,长沙410083)摘要:实现高电磁屏蔽性能的同时降低反射是目前电磁屏蔽材料所追求的。采用一步水热法合成直径为30~40μm,厚度为70~200nm的Fe3O4纳米片,利用红外光谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征发现结晶度良好。改变Fe3O4纳米片含量,喷涂制备的Fe3O4/MXene/WPU复合膜的反射值能低至4.3dB,反射功率(R)从0.81降至0.63,透射功率(T)仅为10-3数量级。同样,采用水热法制备了直径为180~200nm、分散性良好的Fe3O4纳米微球。同等Fe3O4含量下纵向对比发现,含Fe3O4纳米片的复合膜电磁屏蔽性能稍高于含Fe3O4纳米球的复合膜。关键词:电磁屏蔽;Fe3O4纳米片;Fe3O4纳米球;纳米复合材料;喷涂中图分类号:TQ325.4文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2023.04.0310引言电磁屏蔽材料的性能与电导率正相关,但高电导率就意味着高反射[1,2]。为了减弱强反射造成的二次污染,常添加磁性材料,通过引入磁损耗,加强对电磁波的吸收。由于铁氧体特有的畴壁共振损耗、磁矩自然共振损耗和粒子共振损耗[3],引入Fe3O4后MXene具有更好的阻抗匹配能力[4]。但在目前电磁屏蔽材料的研究中多通过水热法在导电材料表面原位合成Fe3O4[5-7],起到“修饰”作用,与此同时还避免了共混时出现的团聚现象,保证了填料分散的均匀性。但原位合成的多为零维的纳米粒子,由于Fe3O4是双复介电材料[3],具有介电性能,一维和二维Fe3O4材料由于各向异性,尺寸和维度可能会产生不同的影响[8-9],如同二维导电材料具有比一维和零维更小的逾渗阈值[10],但目前很少有相应的研究报导。二维磁性材料具有大表面积,能够更大程度地与电磁波作用;且二维纳米片厚度一般小于趋肤深度,能够打破Snoek极限的限制,表现出更好的微波吸收能力;同时增加了异质界面,增强界面极化[11-13]。本文通过简单的水热法合成了长厚比约为150~400的Fe3O4纳米片,以WPU为基体,MXene为导电填料,Fe3O4为磁性填料,采用喷涂的方式制备了不同F...