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h-BN/N-石墨烯复合气凝胶用于高性能隔热和电磁波吸收

深圳市赛姆烯金科技有限公司 来源:材料分析与应用 2023-09-05 11:22 次阅读

1 成果简介

在快速发展的 5G 时代,由于各种电子设备的广泛应用,电磁波污染无法避免。电磁波污染带来的安全隐患已引起高度重视。特别是在作战环境中,应用电磁波吸收材料,降低作战装备关键部位的表面温度,将有效降低雷达和红外识别风险**。本文,西北工业大学王汝敏教授、Shuhua Qi等研究人员在《Ceramics International》期刊**发表名为“In situ-growth ultrathin hexagonal boron nitride /N-doped reduced graphene oxide composite aerogel for high performance of thermal insulation and electromagnetic wave absorption”的论文,研究设计了具有三维平行多孔网络异质结构的六方氮化硼(h-BN)/掺杂还原氧化石墨烯(rGO)复合气凝胶,用于电磁波吸收和隔热。

结果表明,由于结构设计、介质损耗和阻抗匹配的优化,h-BN/rGO 复合气凝胶具有优异的电磁波吸收和隔热性能。当匹配厚度为3.1mm时,有效吸收带宽可达10.13GHz(7.9-18 GHz),最小反射损耗为-21.49 dB。热重分析结果表明,rGO的热分解温度为560 ℃,h-BN/rGO的热分解温度为674 ℃,两者相差114 ℃。红外成像分析表明,在 200 ℃ 的外部热环境中,10 mm 厚的 h-BN/rGO 气凝胶的表面温度仅为 44.45 ℃,能有效地将热量隔离到 155.55 ℃。优异的电磁波吸收性能和有效的热隔离性能不仅使 h-BN/rGO气凝胶在隐身材料中得到了应用,而且在热管理领域也具有应用前景。

2 图文导读

wKgZomT2n0iACpyMAAMaccb1-xI344.jpg

图1.(a) h-BN/rGO气凝胶复合材料的制造示意图,(b)h-BN/rGO复合气凝胶的物理图像。

wKgZomT2n0mAbPLKAAsEaB-mfzw139.jpg

图2.rGO和h-BN/rGO复合材料的FESEM图像

wKgZomT2n0iALewfAAeOhGu1jmQ335.jpg

图3.EDS元素含量和能谱图

wKgZomT2n0iALJdtAAKUHhdCOLE801.jpg

图4.(一)BN、rGO和h-BN/rGO复合气凝胶的XRD图谱。(二)h-BN/rGO复合材料和rGO在900 °C处理下的拉曼位移光谱.

wKgaomT2n0iAXj3QAAMc9ct7as4078.jpg

图5.h-BN/rGO复合材料的XPS测量光谱

wKgaomT2n0iACzvNAATIwb0yP9c124.jpg

图6.rGO和h-BN/rGO复合气凝胶的热性能表征

wKgaomT2n0iAXn1MAAEvmQbpTlA904.jpg

图7.rGO和h-BN/rGO气凝胶的电导率。

wKgaomT2n0mABxJ-AAOo_uiSf5o472.jpg

图8.h-BN/rGO复合气凝胶电磁波吸收机理及电子传输示意图、N掺杂石墨烯片状结构示意图及h-BN/rGO复合气凝胶微电容状结构模型.

3 小结

本研究通过水热反应和化学气相沉积制备了h-BN/rGO三维杂化气凝胶,通过调节BN片的引入量,该气凝胶具有优异的电磁波吸收性能和隔热性能。表征结果表明,h-BN/rGO-102复合气凝胶在7.87-18GHz 范围内实现了有效吸收,有效吸收带宽高达 10.13GHz,在 9.68GHz时的最小反射损耗为-21.40 dB。将 h-BN/rGO-102置于200 ℃ 的外部热环境中,样品的表面温度仅为 44.45 ℃,从而有效地将温度隔离到 155.55 ℃。得益于结构设计和 BN 的引入,h-BN/rGO 复合材料表现出优异的电磁波吸收和隔热性能。优异的电磁波吸收性能和有效的隔热性能不仅使 h-BN/rGO 气凝胶在电磁波吸收领域得到了应用,而且在隔热领域也具有应用前景。







审核编辑:刘清

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原文标题:西北工业大学《CERAM INT》:h-BN/N-石墨烯复合气凝胶,用于高性能隔热和电磁波吸收

文章出处:【微信号:深圳市赛姆烯金科技有限公司,微信公众号:深圳市赛姆烯金科技有限公司】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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