納米碳化矽粉在吸波材料的研究進展

吸波材料是指可(kě)以将投射到材料表面的電(diàn)磁波全吸收或部分(fēn)吸收并将其轉化成其他(tā)能(néng)量的一類功能(néng)新(xīn)型材料。按照材料的損耗機理(lǐ)可(kě)以将吸波材料分(fēn)為(wèi)三大類：1、電(diàn)介質(zhì)型吸波材料，包括钛酸鋇、納米碳化矽等，其吸波機理(lǐ)為(wèi)介質(zhì)反複極化，将電(diàn)磁能(néng)轉換成熱能(néng)損耗。2、電(diàn)阻型吸波材料，包括石墨、炭黑、碳納米管等，電(diàn)磁能(néng)主要消耗在材料的電(diàn)阻上。3、磁介質(zhì)型吸波材料，包括鐵氧體(tǐ)、羟基鐵等。其損耗機理(lǐ)主要是和磁滞機制相似的磁疇轉向、磁疇壁位移以及磁疇自然共振等。傳統的吸波材料如鐵氧體(tǐ)和金屬或合金顆粒研究較多(duō)。由于鐵氧體(tǐ)材料既能(néng)産(chǎn)生磁損耗又(yòu)能(néng)産(chǎn)生介電(diàn)損耗，所以其吸波性能(néng)良好。鐵氧體(tǐ)吸波材料的優點是吸收效率高、厚度薄、吸收頻帶寬且成本低，但是其缺點是密度較大、容易被腐蝕且居裏溫度低及高溫穩定性差等，因此限制了其在惡劣環境下的應用(yòng)。金屬及合金顆粒同樣既可(kě)以産(chǎn)生磁損耗又(yòu)能(néng)産(chǎn)生介電(diàn)損耗，其優點是磁化強度高、微波磁導率大、高溫穩定性好和介電(diàn)常數高，但是金屬顆粒由于其易被氧化、不耐酸堿腐蝕且密度大、電(diàn)阻率低等缺點，在實際應用(yòng)中(zhōng)仍然存在很(hěn)多(duō)問題。

作(zuò)為(wèi)一種重要的半導體(tǐ)材料，納米SiC有(yǒu)着優異的熱穩定性、機械強度、硬度、化學(xué)穩定性，再加上其密度低的優點，使得納米碳化矽在吸波材料中(zhōng)的應用(yòng)前景廣闊。由于單純的納米碳化矽微粉材料電(diàn)導率低且介電(diàn)性能(néng)較差，所以吸波性能(néng)較低，限制了其實際應用(yòng)。目前納米碳化矽可(kě)以通過表面改性、複合或摻雜的方法對其吸波性能(néng)進行改進。報道有(yǒu)人先利用(yòng)溶膠-凝膠和碳熱還原法制備得到蠕蟲狀的納米SiC，再放入到Co(N03)2和尿素溶液中(zhōng)水熱得到碳包覆的C0304-SiC複合材料，表現出優異的吸波性能(néng)，在1.8mm厚度時反射損失在-10dB以下的頻率範圍為(wèi)12.2-18GHz。有(yǒu)報道通過先在納米SiC顆粒表面包覆一層Ni，再空氣氧化成NiO的兩步法合成了NiO包覆的納米SiC的分(fēn)層結構，反射損失可(kě)達到-40 dB，且反射損失在-20 dB以下的頻率範圍覆蓋了X-波段（8-12GHZ）的85％。

另外，碳材料由于其密度低，導電(diàn)性好，介電(diàn)損耗大且成本低廉等優點成為(wèi)與納米碳化矽材料複合的好材料。有(yǒu)報道利用(yòng)化學(xué)氣相沉積法在1200 度下直接在碳纖維表面上生長(cháng)納米SiC線(xiàn)，納米碳化矽線(xiàn)直徑在50-100nm，長(cháng)度可(kě)達幾個微米，這種納米SiC線(xiàn)/碳纖維複合物(wù)在7.7 GHz頻率下的反射損失達到-21.5 dB。

納米碳化矽線(xiàn)/碳的複合材料由于其低密度、耐腐蝕、高溫穩定性好且吸波性能(néng)優異的優點将成為(wèi)在特定環境下吸波材料的好材料。