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基于石墨烯基复合吸波材料的构筑及其研究进展
摘要
石墨烯基复合吸波材料是一种具有极高性能的新型材料，因其具有高比表面积、优异导电性和热传导性等特点，在电磁波吸收等领域具有广泛应用前景。本文总结了石墨烯基复合吸波材料的构筑方法及其性能研究进展，主要分析了复合材料的作用机制、石墨烯和各种基质材料的复合方法，以及吸波性能的研究结果。通过综合分析和总结，展望了石墨烯基复合吸波材料未来的发展趋势和应用前景。
关键词：石墨烯；吸波材料；复合材料；性能研究
Abstract
Graphene-basedcompositeabsorbingmaterialsareanewtypeofmaterialwithextremelyhighperformance.Duetoitshighspecificsurfacearea,excellentconductivityandthermalconductivity,ithasawiderangeofapplicationsinelectromagneticwaveabsorptionandotherfields.Inthisarticle,theconstructionmethodandperformanceresearchprogressofgraphene-basedcompositeabsorbingmaterialsaresummarized.Theworkingmechanismofcompositematerials,thecompositemethodofgrapheneandvariousmatrixmaterials,andtheresearchresultsofabsorptionperformancearemainlyanalyzed.Throughcomprehensiveanalysisandsummary,thefuturedevelopmenttrendandapplicationprospectsofgraphene-basedcompositeabsorbingmaterialsareprospected.
Keywords:Graphene;Absorbingmaterials;Compositematerials;Performanceresearch
一、引言
随着电子技术战争的不断升级，电磁波干扰和电磁波辐射对人体健康和机电设备的影响越来越受到重视。因此，开发一种有效的电磁波吸收材料有着重要的现实意义。石墨烯是一种新型的二维材料，具有非常优异的导电性和热传导性质，是制备高效吸波材料候选物之一。石墨烯能够与各种基质材料形成复合材料，这样可以增加石墨烯的应用范围，扩展吸波材料的工作频率范围。因此，石墨烯基复合吸波材料在电磁波吸收材料研究领域备受关注。
本文总结石墨烯基复合吸波材料的构筑方法及其性能研究进展，深入分析其吸波性能的影响因素和吸波机理，并展望其未来的发展趋势和应用前景。
二、石墨烯基复合吸波材料的构筑方法
石墨烯基复合吸波材料的制备需要满足以下条件：
（1）复合材料的导电率要满足电磁波吸收的需求；
（2）复合材料的磁性要满足对电磁波的吸收需求；
（3）复合材料是一种高分子吸波材料，要满足应用的可靠性和耐久性等要求。
为了满足这些要求，石墨烯通常与基质材料（如聚苯乙烯、聚氨酯、氧化锌、氧化铁等）进行复合，形成石墨烯基复合吸波材料。
常见的构筑方法有以下几种：
（1）物理混合法：通过简单物理混合的方法，将石墨烯和基质材料混合，然后加工成复合材料。这种方法简单易行，但由于石墨烯容易聚集和分散不均，因此复合材料的性能很难保证。
（2）化学还原法：通过化学还原反应将氧化石墨烯还原成石墨烯，并与基质材料嵌入复合材料中。这种方法制备的石墨烯基复合吸波材料具有优异的性能，但制备过程复杂，需要考虑还原剂对基质材料的影响。
（3）共沉淀法：将两种或多种金属离子根据一定的质量比混合溶解，并加入还原剂使之共沉淀，形成某一种或几种化合物，最终形成石墨烯基复合吸波材料。
三、石墨烯基复合吸波材料的性能研究进展
1.吸波机理
吸波材料的性能取决于吸波机理，目前石墨烯基复合吸波材料常见的吸波机理有电磁反射、磁性吸收和界面阻抗等。
石墨烯和基质材料组成的复合材料具有良好的导电性，在电磁波的作用下，石墨烯与基质材料表面形成电荷分布，产生反射和散射现象，从而达到吸收电磁波的效果。
磁性吸收是通过在石墨烯表面和基质材料之间添加磁性材料来实现的。其吸波机理是通过磁场的作用，使复合材料中的磁性微粒产生磁滞损耗，从而达到吸收电磁波的效果。
界面阻抗吸收是指在石墨烯和基质材料的交界面处，由于两种材料的电学和磁学参数不同，产生反射和干涉，并且在界面处存在能量流失现象，从而实现吸波效果。
2.吸波性能的影响