原位聚合法制備鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料的研究進(jìn)展

于永濤，劉元軍,2,3,4*

(1 天津工業(yè)大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300387；2 天津工業(yè)大學(xué) 天津市先進(jìn)紡織復(fù)合材料重點(diǎn)實(shí)驗室，>天津 300387；3 天津工業(yè)大學(xué) 天津市先進(jìn)纖維與儲能技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室，天津 300387；4 山東濱州亞光毛巾有限公司，山東 濱州 256600)

吸波材料最早作為隱身材料，涂覆于軍事武器裝備上，用于提高軍事武器在戰(zhàn)場上的生存能力[1-3]。而隨著電子技術(shù)的爆破式發(fā)展，電子設(shè)備在運(yùn)行時會產(chǎn)生電磁輻射，過量的電磁輻射會造成電磁污染，電磁污染不僅會干擾電子設(shè)備的正常運(yùn)行，而且會危害人類的身體健康[4-6]。吸波材料能夠?qū)㈦姶拍苻D(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能量，具有吸收或衰減電磁能的特性。吸波材料與屏蔽材料相比，可以有效避免電磁波的二次污染，已成為解決電磁污染的最佳手段，受到廣泛關(guān)注[7-8]。制備的吸波材料應(yīng)具有良好的阻抗匹配特性和衰減特性，滿足吸波材料厚度薄、質(zhì)量輕、吸波頻段寬、吸波性能強(qiáng)的發(fā)展理念[9-10]。良好的阻抗匹配特性是指材料的阻抗與自由空間的阻抗近似相等(自由空間的阻抗是377 Ω)，入射電磁波最大限度地進(jìn)入吸波材料內(nèi)部；良好的衰減特性是指進(jìn)入材料內(nèi)部的電磁能轉(zhuǎn)化為熱能等形式，最大程度地衰減或吸收電磁能[11-12]。經(jīng)摻雜劑摻雜的導(dǎo)電高分子聚合物(聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等)具有密度低、結(jié)構(gòu)多樣、電導(dǎo)率可控等優(yōu)點(diǎn)，作為一類具有潛力的新型吸波材料被廣泛研究[13-15]。聚苯胺與其他導(dǎo)電聚合物相比，具有原料廉價易得、化學(xué)穩(wěn)定性好、制備的產(chǎn)品易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，而受到更大的關(guān)注[16-17]。聚苯胺是一種以電阻損耗型為主要機(jī)制的吸波材料，磁損耗能力較弱，導(dǎo)致聚苯胺吸波材料的阻抗匹配度較差。通過在聚苯胺中摻雜磁性材料，可以改善材料的阻抗匹配。鐵氧體因其成本低、磁損耗大、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，作為一類傳統(tǒng)的吸波材料具有較好的吸波效果，但鐵氧體密度大，吸波頻帶窄等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用范圍[18-19]。聚苯胺和鐵氧體的特性可以互補(bǔ)，低密度的聚苯胺和高密度的鐵氧體制備的復(fù)合材料，可以通過改變聚苯胺的含量進(jìn)而調(diào)節(jié)復(fù)合材料的密度，聚苯胺和鐵氧體分別屬于電阻損耗型和磁損耗型的吸波材料，二者復(fù)合具有協(xié)同作用，復(fù)合之后具有良好的介電性能和磁性能，而且兩者之間產(chǎn)生的界面極化等可以改善吸波材料的阻抗匹配，提高復(fù)合材料的吸波性能[20-22]。本文首先介紹了原位聚合法制備聚苯胺，機(jī)械共混法、固相聚合法、界面聚合法和原位聚合法制備鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料，并且闡述了鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波機(jī)理；其次分別歸納了尖晶石型鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料、磁鉛石型鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料、石榴石型鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料的研究進(jìn)展；最后展望了鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料在未來發(fā)展的方向，以期為制備理想的吸波復(fù)合材料提供參考和指導(dǎo)。

1 鐵氧體/聚苯胺吸波材料

1.1 原位聚合法合成聚苯胺

導(dǎo)電聚苯胺的合成多采用原位聚合法，其合成機(jī)理分為鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止三個階段[23]。(1) 鏈引發(fā)階段：苯胺在氧化劑的作用下，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移被氧化為苯胺單體陽離子自由基。(2) 鏈增長階段：苯胺單體陽離子自由基與鄰近的苯胺單體在氧化劑作用下，首尾結(jié)合生成二聚苯胺；二聚苯胺以原位聚合的方式生成三聚苯胺等導(dǎo)電聚苯胺高分子材料。(3) 鏈終止階段：按照上述方式直至生成長鏈高分子聚苯胺。

聚苯胺的結(jié)構(gòu)和顏色與其氧化程度相關(guān)。根據(jù)其氧化還原程度不同，聚苯胺可分為全還原態(tài)，中間氧化態(tài)和全氧化態(tài)的聚苯胺。全還原態(tài)的聚苯胺呈淡黃色，中間氧化態(tài)的聚苯胺根據(jù)其氧化程度呈綠色或藍(lán)色，全氧化態(tài)的聚苯胺呈紫色。

物質(zhì)的導(dǎo)電過程是載流子在電場作用下定向移動的過程[24]，全還原態(tài)或全氧化態(tài)的聚苯胺不導(dǎo)電，當(dāng)0

圖1 中間氧化態(tài)摻雜的聚苯胺結(jié)構(gòu)[25]

1.2 鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備

1.2.1 機(jī)械共混法

機(jī)械共混法制備的鐵氧體/聚苯胺吸波材料一般分為兩步：(1)分別合成一定量的鐵氧體和聚苯胺吸波劑；(2)通過機(jī)械共混的方式合成鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料。Hou等[27]采用化學(xué)共沉淀法和模板聚合法分別制備了納米Fe3O4和PANI中空微球，然后通過機(jī)械共混的方式制備了納米Fe3O4/PANI復(fù)合材料，研究發(fā)現(xiàn)，中空結(jié)構(gòu)的吸波材料比實(shí)心固體結(jié)構(gòu)的吸波材料具有更多的反射和散射，當(dāng)苯胺/聚苯乙烯(PS)的質(zhì)量比為1∶6，匹配厚度分別為1.5 mm和2.0 mm時，有效頻寬分別是2.48 GHz(15.52～18 GHz)和4.64 GHz(11.04～15.68 GHz)，表明該復(fù)合材料頻率在Ku(12～18 GHz)波段可以作為一種具有發(fā)展?jié)摿Φ奈ú牧稀?/p>

1.2.2 固相聚合法

固相聚合的反應(yīng)機(jī)理為自由基和離子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)聚合，也可以通過逐步反應(yīng)進(jìn)行聚合。Ghzaiel等[28]采用固相聚合法制備了聚苯胺/鋇鐵氧體復(fù)合材料，研究表明，固相聚合法制備的聚苯胺/鋇鐵氧體復(fù)合材料團(tuán)聚程度較低，聚苯胺與鋇鐵氧體具有較強(qiáng)的相互作用力。隨后，Ghzaiel等[29]又采用固相聚合法制備了PANI/BaMeFe11O19復(fù)合材料(Me分別為Al，Bi，Cr和Mn)。研究表明，PANI/BaAlFe11O19復(fù)合材料厚度為25 mm，頻率為16 GHz時，反射損耗可達(dá)到-100 dB。

1.2.3 界面聚合法

界面聚合法是指利用不同相界面處所產(chǎn)生的界面反應(yīng)制備鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的一種方法。Zuo等[30]首先將過硫酸銨、鹽酸以及適量的ATPS-Li0.35Zn0.3Fe2.35O4粉末加入到去離子水中配制水相體系，然后將苯胺加入到四氯化碳中配制成有機(jī)相體系。最后將水相混合物滴加到有機(jī)相中，形成一個清晰的水-有機(jī)界面。通過界面聚合法制備了新型珊瑚狀微形貌的Li0.35Zn0.3Fe2.35O4/PANI納米復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，鐵氧體與苯胺單體質(zhì)量比為1∶2，復(fù)合材料厚度為2.1 mm，頻率為12.4 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-36.9 dB，有效帶寬為4.24 GHz (11.26～15.5 GHz)。

1.2.4 原位聚合法

原位聚合法是用于合成聚苯胺材料的最普遍方法之一，此方法操作簡單，成本低廉，而且可以和多種方法相結(jié)合，制備鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料。鐵氧體是一種無機(jī)材料，和有機(jī)材料聚苯胺復(fù)合時需要對鐵氧體改性[31]。一般先對鐵氧體的表面進(jìn)行羥基化，然后通過添加偶聯(lián)劑的方法使鐵氧體與聚苯胺有機(jī)復(fù)合。利用硅烷偶聯(lián)劑KH550制備鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的合成機(jī)理如圖2所示[32-33]。

圖2 鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的合成機(jī)理[32-33]

機(jī)械共混法制備的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料具有工藝簡單，操作簡便，易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，然而采用機(jī)械共混法制備的鐵氧體和聚苯胺會出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，很難均勻混合；固相聚合法制備的復(fù)合材料不添加溶劑，對環(huán)境友好，然而固相聚合只限于少數(shù)高熔點(diǎn)的單體使用，其使用受到限制；界面聚合法對單體純度要求不高，適用于不可逆縮聚反應(yīng)，但是要求單體具有高的反應(yīng)活性。原位聚合法作為合成導(dǎo)電聚合物常用的方法，因工藝簡單，易加工成膜等特點(diǎn)受到更大的關(guān)注，而且原位聚合法可以和溶膠-凝膠法、化學(xué)共沉淀法、水熱法等多種方法相結(jié)合，制備出具有良好吸波性能的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料。

1.3 鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料

1.3.1 吸波參數(shù)

反射損耗(RL)是用來表征吸波效果的物理量，是衡量材料吸波性能的直接參數(shù)，單位dB。其計算公式如下[34]：

Zin=Z0(μr/εr)1/2tanh[j(2πfd)/c(μrεr)1/2]

(1)

RL=20lg[(Zin-Z0)/(Zin+Z0)]

(2)

式中：Zin為吸波材料的輸入阻抗；Z0為自由空間阻抗；μr為復(fù)磁導(dǎo)率；εr為介電常數(shù)；j為虛部；f為頻率；d為材料的厚度；c為光速。

反射損耗與吸波材料吸收率之間的關(guān)系見表1[35]。

表1 反射損耗與吸收率之間的關(guān)系[35]

1.3.2 鐵氧體吸波材料結(jié)構(gòu)的仿真模擬

仿真模擬是設(shè)計優(yōu)化吸波材料的一種有效手段，楊偉等[36]利用電磁仿真軟件(computer simulation technology，CST)對一種具有柵格結(jié)構(gòu)的鐵氧體進(jìn)行了仿真模擬，如圖3所示。首先對其柵格狀鐵氧體的吸波結(jié)構(gòu)與CST進(jìn)行了仿真布局，然后對鐵氧體的相對介電常數(shù)、相對磁導(dǎo)率、吸波材料的厚度和單元格壁厚四個參數(shù)，進(jìn)行了數(shù)值仿真研究，最后研究發(fā)現(xiàn)，相對介電常數(shù)為12.7，相對磁導(dǎo)率為500，吸波材料厚度為20 mm，單元格壁厚為5.5 mm，頻段在156～165 MHz時柵格狀鐵氧體具有良好的吸波效果。

圖3 柵格狀鐵氧體吸波結(jié)構(gòu)與CST仿真布局[36]

1.3.3 鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料的吸波機(jī)理

聚苯胺與鐵氧體兩者復(fù)合之后具有協(xié)同作用，可以調(diào)控復(fù)合材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，改善復(fù)合材料的阻抗匹配，增大復(fù)合材料的吸收或衰減電磁波的能力，使磁性鐵氧體摻雜的聚苯胺復(fù)合材料具有更好的吸波性能[37-38]。

Lei等[39]采用界面聚合法制備了Zn0.4Ni0.4Co0.2Fe2O4/PANI(ZNCF/PANI)復(fù)合材料。由于ZNCF和PANI的極性和電導(dǎo)率的差異，在外加電磁場的作用下，介質(zhì)中的電子或離子可以在界面處發(fā)生界面極化，而且PANI分子鏈中的間隙和缺陷會引入偶極極化，因此，PANI和ZNCF兩者之間存在協(xié)同作用。當(dāng)電磁波通過復(fù)合材料時，ZNCF/PANI顆粒的密集分布會導(dǎo)致多次散射和反射等，進(jìn)而表現(xiàn)出良好的吸波效果。

He等[40]采用熔鹽法制備了鋇鐵氧體(BaM，BaFe12O19)，然后采用原位聚合法合成了BaM/CO2Y@PANI復(fù)合材料，該復(fù)合材料的吸波機(jī)理如圖4所示。當(dāng)電磁波入射復(fù)合材料表面，一部分電磁波會被反射，而進(jìn)入材料內(nèi)部的電磁波，經(jīng)過界面極化、介電損耗、磁損耗、多重反射等協(xié)同作用吸收或衰竭電磁波。研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合材料在厚度為1.9 mm，頻率為11.6 GHz時，最小反射損耗為-66.9 dB，有效帶寬達(dá)到6.32 GHz。

圖4 BaM/CO2Y@PANI復(fù)合材料的吸波機(jī)理[40]

2 鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料的研究進(jìn)展

吸波材料的發(fā)展趨向于復(fù)合化和多元化。本節(jié)按照鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)類型，主要探討了尖晶石型鐵氧體/聚苯胺、磁鉛石型鐵氧體/聚苯胺和石榴石型鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波性能。

2.1 尖晶石型鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波性能

尖晶石型鐵氧體分子式為MeFe2O4，Me為Mn2+，Ni2+，Zn2+等二價金屬離子，屬于面心立方晶體結(jié)構(gòu)，尖晶石兩個子晶格的晶體結(jié)構(gòu)如圖5所示。由于尖晶石型鐵氧體中的四面體位(A位)、八面體位(B位)都存在空位，所以在四面體位或八面體位中可摻雜金屬陽離子等來改變其性質(zhì)[41]。

圖5 尖晶石兩個子晶格的晶體結(jié)構(gòu)[41]

Wang等[42]采用原位聚合法合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的NiFe2O4@PANI納米粒子，然后將其分散在環(huán)氧樹脂中，以涂層的方式復(fù)合在聚酰亞胺(PI)織物上，制備了NiFe2O4@PANI/PI復(fù)合吸波織物。研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合吸波織物厚度為1.5 mm，頻率為8.1 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-19.2 dB，有效帶寬達(dá)到5.1 GHz，而且該合成工藝沒有用到有機(jī)溶劑，對環(huán)境友好，作為一類有潛力的吸波材料有望在紡織領(lǐng)域得到發(fā)展。

Chen等[43]采用溶膠-凝膠法和原位聚合法合成了PANI/NiFe2O4/石墨納米復(fù)合材料，通過使用硅烷偶聯(lián)劑KH550對NiFe2O4/石墨納米片進(jìn)行表面改性的方式，使聚苯胺包覆NiFe2O4/石墨納米片。研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合材料在厚度為2.5 mm，頻率在9.1 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-30.0 dB，有效帶寬為2.6 GHz。

Li等[44]采用化學(xué)共沉淀法和原位聚合法制備了PANI/Mn0.8Zn0.2Fe2O4納米復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合材料在厚度為2 mm，頻率在14 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-20.6 dB，其有效帶寬達(dá)到5.7 GHz。聚苯胺是一種電阻損耗型的吸波材料，其磁損耗幾乎為零，Mn0.8Zn0.2Fe2O4納米材料的加入，可以提高復(fù)合材料的磁導(dǎo)率，改善阻抗匹配，使PANI/Mn0.8Zn0.2Fe2O4納米復(fù)合材料獲得更寬的吸波帶寬，提高其整體吸波性能。

Ali等[45]通過蔗糖法和原位聚合法制備了PANI/Ni0.5Zn0.5Fe2O4納米復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合材料的聚苯胺與Ni0.5Zn0.5Fe2O4質(zhì)量比為1∶1，石蠟負(fù)載為25%，厚度為2.25 mm，頻率為12.10 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-44.23 dB，且有效帶寬達(dá)到1.65 GHz。用蔗糖法制備Ni0.5Zn0.5Fe2O4時，加入了聚乙烯醇(PVA)水溶液，可作為陽離子的分散劑，有效避免金屬陽離子在蒸發(fā)過程中沉淀，而且加入的PVA可作為燃料，在前驅(qū)體粉末煅燒過程中通過燃燒提供熱量。

尖晶石型鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波參數(shù)如表2[42-45]所示，尖晶石型鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法主要有原位聚合法與溶膠-凝膠法、共沉淀法等方法相結(jié)合的方式，其有效吸收頻寬主要在8～12 GHz。

表2 尖晶石型鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波參數(shù)

2.2 磁鉛石型鐵氧體摻雜的聚苯胺吸波復(fù)合材料

磁鉛石型鐵氧體分子式為MFe12O19，M為Ba2+，Sr2+，Pb2+等金屬離子，屬于簡單六方晶體結(jié)構(gòu)。其中，鋇鐵氧體是一種典型的磁鉛石型鐵氧體，具有六面體間隙結(jié)構(gòu)，可以通過摻雜聚苯胺來改善介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，提高鋇鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波性能[46-47]。

Xu等[48]采用原位聚合法制備了手性PANI/BaFe12O19復(fù)合材料。以樟腦磺酸為摻雜劑制備的手性復(fù)合材料具有螺旋結(jié)構(gòu)，與鋇鐵氧體的結(jié)合，可以改善阻抗匹配，進(jìn)而有效提高吸波性能。研究表明，該復(fù)合材料厚度為0.9 mm，有效帶寬達(dá)到12.8 GHz(26.5～39.3 GHz)，頻率在33.25 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-30.5 dB。

Liu等[49]采用溶膠-凝膠法和原位聚合法制備了BaFe12O19/PANI納米復(fù)合材料。當(dāng)鋇鐵氧體為300 nm時，聚苯胺的殼層厚度為30～40 nm時，達(dá)到最好的阻抗匹配。該復(fù)合材料在聚苯胺和鐵氧體質(zhì)量比為2∶5，厚度為2 mm，有效帶寬達(dá)到3.8 GHz，頻率在12.8 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-28 dB。聚苯胺作為電阻損耗型和鋇鐵氧體作為磁損耗型以及兩者之間產(chǎn)生的界面損耗可以提高其吸波性能。

Qiu等[50]采用化學(xué)共沉淀法和原位聚合法制備了PANI/BaFe12O19/rGO復(fù)合材料。該復(fù)合材料厚度為2.6 mm，頻率為8.6 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-22.05 dB，且有效帶寬達(dá)到0.9 GHz。研究表明，PANI/BaFe12O19/rGO復(fù)合材料存在弛豫極化、界面極化以及鋇鐵氧體晶格產(chǎn)生的電偶極極化和缺陷極化，多種極化存在的協(xié)同作用，可以改善阻抗匹配，提高吸波性能。

Wang等[51]采用兩步熔鹽法和原位聚合法制備了聚苯胺包覆鋇鐵氧體復(fù)合材料。該復(fù)合材料厚度為1.47 mm，有效帶寬達(dá)到2.3 GHz，頻率在17.28 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-65.35 dB。研究發(fā)現(xiàn)，與純鋇鐵氧體相比，鋇鐵氧體與聚苯胺材料具有協(xié)同作用，二者的復(fù)合有效提高了聚苯胺包覆鋇鐵氧體復(fù)合材料的吸波性能。

磁鉛石型鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波參數(shù)如表3[48-51]所示。鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的制備工藝不同，其吸波參數(shù)也明顯不同，Xu等[48]采用原位聚合法制備的手性聚苯胺/鋇鐵氧體吸波復(fù)合材料有望滿足“薄”、“輕”、“寬”、“強(qiáng)”的發(fā)展理念，手性材料作為一種新型的吸波材料，不僅可以通過調(diào)節(jié)介電常數(shù)和磁導(dǎo)率來改善阻抗匹配，而且也可通過改變手性參數(shù)來調(diào)控復(fù)合材料的吸波性能。

表3 磁鉛石型鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波參數(shù)

2.3 石榴石型鐵氧體摻雜的聚苯胺吸波復(fù)合材料

石榴石型鐵氧體分子式為R3Fe5O12，R為Y3+，Sc3+，稀土元素離子等，屬于體心立方結(jié)構(gòu)，其晶體結(jié)構(gòu)如圖6所示[52]。其晶體結(jié)構(gòu)與天然石榴石結(jié)構(gòu)類似，釔鐵氧體是石榴石型鐵氧體的典型代表。Sharma等[53]采用溶膠-凝膠法和固相反應(yīng)法合成了釔鐵氧體，研究證明了釔鐵氧體具有一定的吸波性能。Xie等[54]研究發(fā)現(xiàn)釔鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料可以調(diào)控介電常數(shù)和磁導(dǎo)率等基本電磁參數(shù)。

圖6 石榴石鐵氧體結(jié)構(gòu)中離子的空間分布及3種多面體結(jié)構(gòu)[52]

Lin等[55]采用溶膠凝膠法和原位聚合法制備了PANI/CoFe2O4/Y3Fe5O12復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)釔鐵氧體的含量可以改善復(fù)合材料的吸波性能，當(dāng)鈷鐵氧體與釔鐵氧體的質(zhì)量比為6∶4時，有效帶寬達(dá)到3.2 GHz，頻率在7.7 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-23.4 dB。研究證明了添加釔鐵氧體能夠很好地平衡復(fù)合材料的磁損耗和介電損耗，使其達(dá)到更好的吸波性能。

Yang等[56]采用一步溶膠-凝膠法和原位聚合法分別制備了PANI/BaFe12O19復(fù)合涂層材料和PANI/BaFe12O19/Y3Fe5O12復(fù)合涂層材料。研究發(fā)現(xiàn)，釔鐵氧體的加入可以顯著提高復(fù)合涂層材料的吸波性能，當(dāng)鋇鐵氧體與釔鐵氧體的質(zhì)量比為9∶1，材料厚度為2.9 mm，有效帶寬可以達(dá)到4 GHz，頻率在9.9 GHz時，最小反射損耗達(dá)到-40.8 dB。采用一步溶膠-凝膠法制備的鋇鐵氧體/釔鐵氧體粉末具有交換耦合效應(yīng)，可以與聚苯胺以原位聚合的方式制備出復(fù)合涂層材料，提高其整體吸波性能。

3 結(jié)束語

吸波材料的發(fā)展趨向于復(fù)合化，原位聚合法合成的鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料可通過調(diào)節(jié)聚苯胺與鐵氧體的比率來改善復(fù)合材料的密度，而且兩類材料的優(yōu)良特性，及其復(fù)合之后產(chǎn)生的協(xié)同作用，對研發(fā)一類輕質(zhì)高強(qiáng)的吸波復(fù)合材料，具有指導(dǎo)意義。通過綜述目前制備的鐵氧體/聚苯胺復(fù)合材料的吸波性能，總結(jié)分析得到研究者在未來的主要研究方向如下：

(1)研究方法方面：根據(jù)電磁波傳播方式，使用基于有限積分法的CST軟件對吸波材料進(jìn)行電磁仿真計算，建立其仿真模型，并對多種影響因素進(jìn)行探討，找出各類鐵氧體/聚苯胺吸波復(fù)合材料的最佳合成工藝。

(2)材料制備方面：尖晶石型鐵氧體和磁鉛石型鐵氧體與聚苯胺制備的復(fù)合材料，具有良好的吸波性能；另外，鐵氧體中摻雜金屬陽離子、苯胺單體聚合時加入手性材料等均可改善其電磁性能。