碳纳米管_铁氧体_环氧树脂复合吸波材料的研究进展.pdf

2009年第6期（总第78期）塑料助剂5

碳纳米管/铁氧体/环氧树脂
复合吸波材料的研究进展

赵德旭李巧玲张存瑞李保东赵静贤

（中北大学理学院化学系，太原,030051）

摘要介绍了碳纳米管、锶铁氧体和环氧树脂各自的优异性能以及碳纳米管/铁氧体/环氧树脂复
合吸波材料的特点和吸波机理，讨论了制备理想性能吸波材料应重点解决的技术问题。
关键词碳纳米管铁氧体环氧树脂吸波材料吸波机理

ResearchProgressinCarbonNanotubes/Ferrite/EpoxyAbsorbingComposite

ZhaoDe-xuLiQiao-lingZhangCun-ruiLiBao-dongZhaoJing-xian

（DepartmentofChemistry,NorthUniversityofChina,Taiyuan,030051）

Abstract:Theexcellentperformancesofcarbonnanotubes,strontiumferriteandepoxyresin,aswellas
thecharactersandwave-absorbingmechanismofthecarbonnanotubes/ferrite/epoxywave-absorbingcompos-
itewereintroducedindetail.Themajortechnicalproblemsinthepreparationofthecompositewave-absorb-
ingmaterialswithhighperformanceswerealsodiscussed.
Keywords:carbonnanotube;ferrite;epoxyresin;wave-absorbingmaterial;wave-absorbingmechanism

随着现代科学技术尤其是电子工业技术的高波材料发展的要求；兼有磁损耗及电损耗型吸波
速发展，不同频率的电磁辐射充斥着人们的生活材料将代表吸波材料的发展方向。
空间，破坏了人类良好的生态环境，造成了严重的
1纳米吸波材料的吸波机理
电磁污染，因此研究和开发能够解决电磁辐射污
染的吸波材料已经成为人们关注的焦点。另外，为纳米吸波材料具有良好的吸波性能，同时具
适应现代高技术、立体化战争的需要，隐身材料的有质量轻、频带宽、兼容性好及厚度薄等特点，成
研究已受到世界各军事大国的高度重视[1]。伴随隐为研究开发的热点[3]。根据吸波机理，吸波材料可
身技术对吸波材料性能要求的提高，研制和开发以分为电损耗型和磁损耗型两类：电损耗型吸波
新型吸收材料已成为吸波材料研究的重点。材料主要通过介质的电子极化、离子极化或界面
新一代隐身武器装备的研制，对吸波材料的极化来吸收、衰减电磁波；磁损耗型吸波材料主要
厚度、密度、吸波频带、吸波性能提出了越来越高通过磁滞损耗、畴壁共振和后效损耗等磁激化机
的要求[2]。传统的吸收剂已不能满足这种需求，必制来吸收、衰减电磁波。吸收剂的吸波性能主要与
须寻找新的吸收剂。就吸波材料的发展来看，充分其复介电常数ε=ε'-iε''和复磁导率μ=μ'-μ''有
利用各组分优异性能的复合型吸波材料是开发吸关[4]。式中ε和μ分别为材料的复介电常数和复磁
导率，ε'和μ'分别为吸波材料在电场或磁场作用
下产生的极化和磁化强度的量度而为在外加
收稿日期：2009-05-01。ε''
国家自然科学基金(No.20871108)电场作用下，材料电偶矩产生重排引起损耗的量
6塑料助剂2009年第6期（总第78期）

度。μ''为在外加磁场作用下，材料磁偶矩产生重电磁效应[13]。CNTs独特的力学、电学和磁学能预示
排引起损耗的量度[5]。它在制备吸波隐身材料中具有广泛的应用前景。
具体来说，吸收剂对电磁波能量的吸收主要2.1.1碳纳米管的性能
取决于ε和μ的虚部，介质中单位体积内吸收的目前，碳纳米管的吸波机理尚不完全清楚，有
电磁波能量τ可以表达为：一种观点认为：碳纳米管作为偶极子在交变电场
的作用下产生极化电流电磁波的能量转换为其
112，，
τ＝×(ε0ε''E+μ0μ''H)
24π他形式的能量，瑞利散射效应和界面极化也是含
其中为真空介电常数为真空磁导率碳纳米管微波吸收材料的主要吸波机理[14]
，ε0，μ0，μ''。
为介质的复磁导率μ的虚部，ε''为介质的复介电常碳纳米管是由类似石墨结构的6边形网格卷
数ε的虚部，E为电磁波的电场矢量,H为电磁波的绕而成的同轴中空“微管”，两端的“碳帽”由5边
磁场矢量。可以看出，增大吸收剂的ε''和μ''，对于形或7边形网格参与封闭，根据石墨片层数的不
提高其吸波性能具有决定作用[6]。上式是设计和制同，碳