用于宽带电磁波吸收的柔性Mo-SiC/C NFs的合成及性能研究

陕西科技大学原晓艳：用于宽带电磁波吸收的柔性Mo-SiC/C NFs的合成及性能研究

DOI: 10.1002/admi.202200333

一维结构材料在电磁（EM）波能量损耗方面表现出显著的优势。本文**以聚碳硅烷（PCS）和钼乙酰丙酮（MoO2(acac)2）为前驱体，通过共静电纺丝和随后的高温热解合成了柔性Mo2C改性SiC/C纳米纤维（Mo-SiC/C NFs））。研究发现，通过引入MoO2(acac)2可以显著降低PCS的聚合物衍生温度，并赋予SiC/C NFs良好的柔性、高结晶度和较强的微波吸收性能。将所制备的纤维以较低含量（15wt%）分散在石蜡中，其*小反射损耗（RL，dB）为-62.5dB，在2.75mm下的有效吸收带宽（EAB，RL<-10dB）为6.8GHz。同时，可以通过调节该杂化材料的厚度来使其EAB覆盖整个X波段和大部分C波段。这些高性能主要源于特定的一维微观结构、丰富的界面和缺陷以及SiC、Mo2C和C基体之间的协同效应。因此，这项工作提供了一种探索柔性SiC/C NFs的方法，使其有望成为一种具有轻质性和宽EAB的电磁波吸收材料。

图1.柔性Mo-SiC/C NFs的形成步骤示意图。

图2.a）所制备NFs的FT-IR透射光谱（KBr）和b）XRD图谱，c）预氧化NFs和d）Mo-SiC/C-1100 NFs的SEM图像，以及e,f）Mo-SiC/C-1100 NFs的TEM图像，相应的STEM图像和g）C、Si、Mo的元素映射图像，以及h）SAED图谱。

图3.a）在1100℃和b）1200℃下处理的陶瓷NFs的拉曼光谱。

图4.a）Mo-SiC/C-1100 NFs的XPS全扫描光谱，以及b）C1s、c）Si2p和d）Mo3d的高分辨率XPS光谱。

图5.a）由较低含量（15wt%）的NFs与石蜡复合而成的杂化材料的ε'、b）ε”、c）介电损耗角正切和d）衰减常数随频率的变化。

图6.a）Mo-SiC/C-1100/石蜡在不同厚度下计算的RL，b）对应频率下EAB与厚度的关系，c）阻抗匹配度与（1/4）λ的关系曲线。d）不同一维吸收体的*佳EAB与填料负载量的关系。

图7.Mo-SiC/C NFs的电磁波损耗机理示意图。