电子通信科技的蓬勃发展,给人们的生活和工作带来了极大的便利,但随之而来的电磁辐射也影响了人们的身体健康。此外,雷达技术的发展也对隐身武器产生了危机。所以研发具有经济、环保及性能高效的电磁波吸收材料引起了人们的关注。本文所制备的内嵌铁基纳米颗粒氮掺杂碳纳米管((Fe/Fe3C@NCNTs))复合材料具有良好的阻抗匹配特性,并且兼具介电损耗和磁损耗的双重损耗机制,能够高效地吸收入射电磁波。文中对复合材料的吸波原理也有深入地探究。研究内容如下:本文采用水热法制备了含有Fe元素的金属有机框架,并将其进行热解制备了Fe/Fe3C@NCNTs复合材料。将退火温度分别设置为700℃、800℃和900℃来研究热解时温度对复合材料的吸波性能所产生的影响。应用透射电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等表征仪器,来探究Fe/Fe3C@NCNTs复合材料的结构、形貌以及组成。复合材料中存在很多金属颗粒与碳纳米管之间的界面,C-N和C-O基团以及碳管上的缺陷,能够引起界面极化和偶极子极化,增强材料的电磁波吸收性能。将三组不同退火温度下制备的Fe/Fe3C@NCNTs复合材料按照40%的添加量与石蜡充分混合,使用模具压制成环状的测试样品,经过矢量网络分析仪测试得到三组样品的电磁参数。通过公式计算出它们所对应的阻抗系数(MZ)、衰减系数(α)和反射损耗(RL),并绘制了相关图像。退火温度为800℃时制备的内嵌铁基纳米颗粒氮掺杂碳纳米管(Fe/Fe3C@NCNTs-800)表现出非常优异的阻抗匹配特性和衰减特性。该样品在厚度为1.6 mm时对于频率为13.3 GHz的电磁波,具有最小的反射损耗值(-50.8 dB),说明此样品在该频率下能够吸收99.999%的电磁波。并且厚度在1.5-2.5 mm范围内的最小的反射损耗值皆小于-20dB。此外,该样品在厚度为1.4mm条件下的最大有效吸收带宽为4..3 GHz(13.7-18 GHz)。因此,Fe/Fe3C@NCNTs-800在电磁波吸收领域是非常具有应用前景的。