1 成果簡介

在快速發(fā)展的 5G 時代，由于各種電子設備的廣泛應用，電磁波污染無法避免。電磁波污染帶來的安全隱患已引起高度重視。特別是在作戰(zhàn)環(huán)境中，應用電磁波吸收材料，降低作戰(zhàn)裝備關鍵部位的表面溫度，將有效降低雷達和紅外識別風險**。本文，西北工業(yè)大學王汝敏教授、Shuhua Qi等研究人員在《Ceramics International》期刊**發(fā)表名為“In situ-growth ultrathin hexagonal boron nitride /N-doped reduced graphene oxide composite aerogel for high performance of thermal insulation and electromagnetic wave absorption”的論文，研究設計了具有三維平行多孔網絡異質結構的六方氮化硼（h-BN）/摻雜還原氧化石墨烯（rGO）復合氣凝膠，用于電磁波吸收和隔熱。

結果表明，由于結構設計、介質損耗和阻抗匹配的優(yōu)化，h-BN/rGO 復合氣凝膠具有優(yōu)異的電磁波吸收和隔熱性能。當匹配厚度為3.1mm時，有效吸收帶寬可達10.13GHz（7.9-18 GHz），最小反射損耗為-21.49 dB。熱重分析結果表明，rGO的熱分解溫度為560 ℃，h-BN/rGO的熱分解溫度為674 ℃，兩者相差114 ℃。紅外成像分析表明，在 200 ℃ 的外部熱環(huán)境中，10 mm 厚的 h-BN/rGO 氣凝膠的表面溫度僅為 44.45 ℃，能有效地將熱量隔離到 155.55 ℃。優(yōu)異的電磁波吸收性能和有效的熱隔離性能不僅使 h-BN/rGO氣凝膠在隱身材料中得到了應用，而且在熱管理領域也具有應用前景。

2 圖文導讀

圖1.（a） h-BN/rGO氣凝膠復合材料的制造示意圖，（b）h-BN/rGO復合氣凝膠的物理圖像。

圖2.rGO和h-BN/rGO復合材料的FESEM圖像

圖3.EDS元素含量和能譜圖

圖4.（一）BN、rGO和h-BN/rGO復合氣凝膠的XRD圖譜。（二）h-BN/rGO復合材料和rGO在900 °C處理下的拉曼位移光譜.

圖5.h-BN/rGO復合材料的XPS測量光譜

圖6.rGO和h-BN/rGO復合氣凝膠的熱性能表征

圖7.rGO和h-BN/rGO氣凝膠的電導率。

圖8.h-BN/rGO復合氣凝膠電磁波吸收機理及電子傳輸示意圖、N摻雜石墨烯片狀結構示意圖及h-BN/rGO復合氣凝膠微電容狀結構模型.

3 小結

本研究通過水熱反應和化學氣相沉積制備了h-BN/rGO三維雜化氣凝膠，通過調節(jié)BN片的引入量，該氣凝膠具有優(yōu)異的電磁波吸收性能和隔熱性能。表征結果表明，h-BN/rGO-102復合氣凝膠在7.87-18GHz 范圍內實現(xiàn)了有效吸收，有效吸收帶寬高達 10.13GHz，在 9.68GHz時的最小反射損耗為-21.40 dB。將 h-BN/rGO-102置于200 ℃ 的外部熱環(huán)境中，樣品的表面溫度僅為 44.45 ℃，從而有效地將溫度隔離到 155.55 ℃。得益于結構設計和 BN 的引入，h-BN/rGO 復合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電磁波吸收和隔熱性能。優(yōu)異的電磁波吸收性能和有效的隔熱性能不僅使 h-BN/rGO 氣凝膠在電磁波吸收領域得到了應用，而且在隔熱領域也具有應用前景。

審核編輯：劉清