电磁吸波材料：应对电磁污染与干扰的关键技术

电磁吸波材料：应对电磁污染与干扰的关键技术

作者：李英、刘嘉欣、王思佳、董春雷、陈志春、张鹏、雷东一、王文佳、耿国英、王可欣

随着雷达技术、新型电子仪器和无线电通信等的迅速发展和应用，在增强国防竞争力、给人类生产生活带来便利的同时，产生的电磁污染和电磁干扰对电磁隐身、信息安全、电子设备运行和人体健康等都产生了很大的影响[1–3]。为解决这些问题，通过自身的电磁损耗机理，将电磁能转换成热能或其他能量，从而消除或减弱电磁波的吸波材料受到了广泛的关注[4]。然而，电磁吸波材料不仅要满足“质量轻、厚度薄、吸收带宽宽、吸收能力强”的发展要求，还要适应复杂多变的实际应用环境，例如在海洋环境中，由于金属的腐蚀和涂层的剥落，会使舰船、潜艇等武器的电磁波吸波性能失效，难以满足海军装备在海洋强腐蚀环境下的隐身要求[5–6]。因此，研制耐腐蚀吸波材料，在军事上具有重要意义，在民用领域也具有重要意义。

目前，吸波材料主要分为磁损耗型(铁氧体、磁性金属等)和介电损耗型(碳基材料、陶瓷基材料等)[1]。单一有耗材料的吸波性能受到一定的局限性[7]，不少研究表明，磁性纳米材料与碳基材料(碳[8–10]、碳纳米管[11]和石墨烯[12–15]等)形成的复合材料，可以通过磁电协同增强阻抗匹配和界面极化损耗，有利于实现高效的电磁波吸收性能[16–18]。金​​属有机骨架(MOFs)是由金属离子或离子团簇通过经典的配位键与有机组分连接而组成的多孔纳米材料[19]，通过控制其热解温度，可作为碳/金属及其氧化物的前驱体制备电磁吸波材料。 MOFs衍生的电磁吸波材料具有高比表面积、高孔隙率、微结构可调等特点，使得磁性粒子能够均匀分散在碳表面[9]，为电磁波在材料内部的散射和衰减提供了更多的机会，增加了传输路径和更多的界面极化损耗[20–21]。其中，金属材料Fe、Co和Ni比其他磁性材料具有更高的饱和磁化强度，有利于通过磁损耗衰减电磁波。然而，MOFs衍生材料空间结构缺乏连续性，限制了其导电性[22]，需要与其他材料复合才能提高其导电性。

还原氧化石墨烯（rGO）因其独特的片状结构、良好的化学稳定性、高导电性、显著的介电损耗和较低的密度等特点，在电磁波吸收领域引起了极大的关注[23]。利用石墨烯和MOFs衍生材料的电磁吸收特性，原位热解MOFs为前驱体，构建均匀负载金属纳米粒子的碳骨架-rGO复合材料是实现强电磁吸收性能的有效策略[24]。李建军等以CoFe MOFs为前驱体，复合rGO，制备了rGO-CoFe@C纳米复合材料，其最小反射损耗和有效吸收带宽分别为-36.08 dB和5.17 GHz[25]。李建军等采用简单的共还原法制备了钴镍合金/氮掺杂石墨烯（CoNi/N-rGO）复合材料。由于磁性CoNi和介电氮掺杂石墨烯的协同作用，阻抗匹配度提高，微波吸收性能明显提高[26]。Yu等通过简单混合、热解镍颗粒、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和氧化石墨烯（GO）制备了多孔还原氧化石墨烯-镍@氮掺杂碳（PrGO-Ni@NC），利用磁性金属纳米粒子嵌入三维分级网络形成丰富的吸收机制，在匹配厚度为2.60 mm时，获得了最小反射损耗-53.90 dB，有效吸收带宽为4.60 GHz [27]。

除了在微波吸收领域的潜在应用外，还原氧化石墨烯还被认为是一种完美的原子级阻挡层，能够通过涂层延缓腐蚀介质与基体表面的接触，阻止金属基体的腐蚀，是极好的防腐材料候选材料[28–29]。较高的孔隙率可以有效抑制活性腐蚀部位的暴露，与rGO结合可进一步达到防腐的目的[30]。例如，葛等通过刻蚀、煅烧FeMn MOF结构，成功合成了铁锰氧化物/还原-氧化石墨烯（FeMnO/RGO）复合材料，将其引入环氧涂层中，特殊的三维结构增加了电解液曲折的扩散路径，有效增强了涂层的耐腐蚀性能，有助于改善界面极化，与RGO结合时优化了阻抗，显著提高了微波吸收性能[31]。叶等采用次磷酸钠原位共还原Ni2+、CO2+和GO制备了还原氧化石墨烯负载NiCoP合金纳米粒子（NiCoP/rGO），其具有良好的抗电离性能，同时实现了-17.48 dB的最小反射损耗。然而，目前对基于ZIF-67 MOFs的多孔碳/石墨烯纳米复合材料的研究大多集中在电磁吸收性能和电池性能上，很少涉及防腐性能的研究。关于由前驱体制备纳米复合材料的报道较少。

为了提高电磁吸波材料实际应用的适应性，该工作采用共沉淀法制备金属有机骨架NiZn–ZIF-8前驱体，再将其热解得到MOFs衍生的Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料。通过调节添加Ni源与GO的质量比，优化了复合材料的磁电协同与阻抗匹配，当质量比为1∶1时，匹配厚度为1.63 mm和1.67 mm处的有效吸收带宽、最小阻抗匹配和反射损耗值分别为5.36 GHz和–63.70 dB。同时，Ni/Zn/NC@rGO纳米复合涂层具有较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流，表现出优异的耐腐蚀性能。Zn/NC@rGO纳米复合材料的制备为新型防腐吸波材料的研发提供了理论与实验参考。

1 实验

1.1 原材料

硝酸钠(NaNO3，分析纯)、双氧水[H2O2，纯度(质量分数)30%]、硼氢化钠(NaBH4，分析纯)、高锰酸钾(KMnO4，分析纯);硫酸(H2SO4，纯度98%)、石墨粉(C，纯度99.95%)，青岛莱西碳源贸易有限公司;硝酸锌六水合物(Zn(NO3)2·6H2O，分析纯)、硝酸镍六水合物(Ni(NO3)2·6H2O，分析纯)、2-甲基咪唑(，分析纯)、甲醇(CH3OH，分析纯)，上海麦克林生化科技有限公司。

1.2 GO的制备

采用改进的方法制备氧化石墨烯（GO）：将1.5g硝酸钠加入到装有67.5mL硫酸的三口烧瓶中，搅拌，冰浴温度控制在0℃，搅拌过程中加入2g石墨粉，保持温度在0℃，低速搅拌，缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过20℃。撤去冰浴，控制温度升至30℃，保持反应1h，再氧化12h，反应充分后，加入92mL去离子水倒入悬浮液中进行稀释，15min后加入280mL去离子水稀释悬浮液。然后加入5mL30%过氧化氢，除去剩余的高锰酸钾和二氧化锰。将产物经洗涤、过滤直至上清液呈中性，最后将产物冷冻干燥，即得GO粉末。

1.3 Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的制备

称取3 mmol硝酸锌溶于30 mL甲醇中，制成溶液A。称取12 mmol 2-甲基咪唑溶于5 mL甲醇中，制成溶液B。将溶液B缓慢倒入溶液A中，室温搅拌5 min，直至完全溶解，静置24 h。用甲醇溶液离心洗涤沉淀3~5次，在55 ℃鼓风干燥箱中干燥，得到白色ZIF-8前驱体粉末。

将白色 ZIF-8 前驱体粉末分散于 30 mL 甲醇溶液中，制备成 3 mg/mL 分散液。将 9 mmol 硝酸镍溶解于上述分散液中，然后称取质量比为 1.0 的硝酸镍：GO 比例为 0.5、1:1 和 1:2，分散于上述分散液中，搅拌 24 h。用甲醇溶液离心洗涤 3~5 次，在 55 ℃ 鼓风干燥箱中干燥。最后在 N2 保护下，以 1 ℃/min 的升温速率将所得粉末从室温加热至 600 ℃，并在此温度下保温 3 h，即得 Ni/Zn/NC@rGO 纳米复合材料。将未与rGO复合的样品命名为根据Ni源与GO的质量比不同，将得到的纳米复合材料命名为样品Ni/Zn/NC@rGO–1.0:0.5，样品Ni/Zn/NC@rGO–1:1和样品Ni/Zn/NC@rGO–1:2。

1.4 样品表征

采用IV型X射线衍射仪分析复合材料的相组成和晶体结构，测试条件为：10°~80°，5（°）/min。采用Vista拉曼光谱仪表征复合材料的石墨化度。采用250XI X射线光电子能谱仪分析复合材料的化学成分。采用7404磁滞回线测试仪表征纳米复合材料的磁性能。采用扫描电子显微镜和FEI F30透射电子显微镜研究复合材料的微观结构。采用能量色散谱仪（EDS）测试样品表面各元素的分布情况。

利用PNA-X矢量网络分析仪测试Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的电磁参数，测试条件为：将复合材料与石蜡基体按25%（质量分数）的比例混合，制备成内径为3.04 mm、外径为1.3 mm的纳米结构体，测试范围为2~18 GHz。

利用电化学工作站测试掺杂Ni/Zn/NC@rGO纳米复合涂层的电化学腐蚀性能。测试条件为：在3.5％NaCl电解质溶液中，以饱和甘汞电极（SCE）作为参比电极，铂对电极为裸露面积为1 cm2的裸碳钢、纯环氧树脂涂覆的碳钢、3％Ni/Zn/NC环氧树脂（Ni/Zn/NC/EP）涂覆的碳钢和3％Ni/Zn/NC@rGO环氧树脂（Ni/Zn/NC@rGO/EP）涂覆的碳钢作为工作电极。测试前将涂覆的碳钢样品放入电解质中。样品在溶液中浸泡不同的时间段并每个实验条件重复3次，以保证实验结果的准确性。

2 结果与讨论

2.1 相表征与微观结构分析

图1为Ni/Zn/NC及Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的制备示意图。首先采用共沉淀法制备金属有机框架ZIF-8前驱体骨架，并引入不同质量比的镍离子和GO，得到复合材料前驱体。在N2保护下经600 ℃热处理后，得到Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料，其中，金属Ni附着在由ZIF-8衍生的含Zn的N掺杂多孔碳骨架（NC）上，形成Ni/Zn/NC纳米复合材料。引入GO后，金属Ni从Zn/NC骨架中分离出来，均匀分散在rGO纳米片上。

图2给出了Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的X射线衍射（XRD）和拉曼光谱。如图2a所示，在2θ=26.4°处出现宽特征衍射峰。峰强度随rGO含量的增加而增大。此外，所有纳米复合材料在2θ=44.5°、51.8°和76.3°处均显示出明显的衍射峰，分别对应于Ni金属的（111）、（200）和（220）晶面。34–35]，表明Ni2+在高温下被还原为磁性Ni元素。然而，在XRD光谱中没有观察到属于Zn、ZnO或NiZn合金的衍射峰图案。这是因为600°C高温处理导致Zn溶解在金属Ni中或保持在非晶态[36]。

图1 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的制备示意图

图 1 Ni/Zn/NC 和 Ni/Zn/NC@rGO

图2 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的XRD和Raman光谱

图2 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO的XRD和Raman

图3 Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的XPS谱

图 3 Ni/Zn/NC@rGO–1:1 的 XPS

图2b为Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的拉曼光谱，在1340 cm-1和1580 cm-1处观察到两个特征峰，分别代表碳的D峰和碳的N峰。和G峰[37]。其中，D峰可以反映碳材料的无序程度或晶格缺陷，表明复合材料具有丰富的缺陷，而G峰则代表碳原子的石墨化程度，它源于sp2石墨化碳原子的面内振动[17]。因此，通常用D峰与G峰的强度比（ID/IG）来评价碳材料的结构完整性[38–39]。如图2b所示，Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的拉曼光谱呈现出相同的趋势。 IG值随rGO质量比的增加而增大，分别为0.88、0.90、0.87、0.96。显然，样品Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的石墨化程度最高，结构较为完整，有利于电子的传输，介电常数较大，有助于提高吸波性能。

图4 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的磁化曲线

图4 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO–1:1

图3为Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的X射线光电子能谱（XPS）。从XPS全谱（图3a）可以观察到，Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料含有C、N、Ni、O和Zn元素。对于C 1s谱（图3b），拟合曲线在284.6、285.4、286.6和288.8 eV处出现4个特征峰，分别对应C —N、C=C、C=O和C—O键，其中含氧功能团的峰较低，证明GO成功还原为rGO。拟合后的N 1s谱（图3c）分为4个峰，可归属于Ni—N（397.9 eV）、吡啶N（399.2 eV）、吡咯N（400.3 eV）和石墨N（401.8 eV）组，说明N原子掺杂到碳晶格中形成缺陷，可以作为偶极极化中心，增加介电损耗[40]。此外，从图3d中可以看出，Ni 2p谱中结合能为852.6 eV和870.5 eV处的两个吸收峰归属于Ni-Ni峰，证实了金属Ni的存在，这与XRD结果一致。在871.9 eV和854.5 eV处有两个吸收峰，峰间距为17.4 eV，对应于Ni-N[41]。结合能860.6 eV和875.1 eV处的拟合峰为卫星峰[42]。以上结果证实了Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的成功合成。

图4为Ni/Zn/NC和样品Ni/Zn/NC@rGO-1:1纳米复合材料的磁化曲线，测试范围为-20 000~20 000 Oe，由图4可知，所有样品的磁化曲线均为S型，Ni/Zn/NC和样品Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的饱和磁化强度（Ms）值分别为17.14 emu/g和18.85 emu/g。说明rGO的引入提高了纳米复合材料的介电性能，但对材料的磁性能几乎没有影响，进一步促使纳米材料的磁电协同作用，有利于提高材料的电磁吸收性能。

图5为Ni/Zn/NC和样品Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的扫描电子显微镜（SEM）图像。从图5a至图5b可以看出，金属Ni纳米颗粒（Ni NPs）包裹在碳骨架表面，在热解过程中，部分Ni纳米颗粒嵌入NC骨架中，同时，NC骨架作为粘合剂，将所有独立的纳米颗粒连接并聚集在一起，形成结构不规则、尺寸约为100~200nm、表面粗糙的Ni/Zn/NC纳米复合材料。从图 5c 至图 3d 可以看出，样品 Ni/Zn/NC@rGO–1:1 纳米复合材料具有大量的孔结构，有利于为内部的电磁波提供更多的传输通道，使其通过多次反射和散射而耗散，从而增强了电磁吸收性能[27,43]；另外，Ni 纳米颗粒均匀分散在 rGO 纳米片上，多个界面会引起极化弛豫，有利于通过极化损耗实现电磁波的衰减[44]。

为了进一步探究Ni/Zn/NC@rGO纳米材料的微观形貌，利用透射电子显微镜（TEM）对样品进行了研究，如图6所示。从图6a可以看出，在透明、波纹状的石墨烯rGO层状堆垛结构上几乎没有聚集体，Ni纳米颗粒高度均匀地分散在rGO薄片上。从高分辨率透射图像（图6b）可以看出，Ni纳米颗粒呈现球形结构，尺寸约为20nm。在热解过程中，部分含氧、含氮功能团仍然保留在rGO表面，这使Ni2+和Zn2+因静电相互作用而附着在石墨烯纳米片上，进一步为金属Ni纳米颗粒的成核和锚定提供了机会，Ni纳米颗粒因此成为优选的反应位点[13]。在高分辨率TEM图（图6c）中可以观察到层间距为0.34nm的晶格条纹，对应C(002)晶面，层间距为0.204nm的晶格条纹，对应Ni(111)晶面，与XRD谱图相一致。图6d中的元素分布图显示C、N、O、Ni和Zn元素同时存在，证明了Ni/Zn/NC@rGO复合纳米材料制备成功，Ni的均匀分散有利于提高复合材料的磁损耗性能。

图5 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的SEM图像

图 5 Ni/Zn/NC 和 Ni/Zn/NC@rGO–1:1 的 SEM

图6 Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的TEM像及元素分布像

图 6 Ni/Zn/NC 和 Ni/Zn/NC@rGO–1:1 的 TEM

图7 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的介电常数实部（ε'）、介电常数虚部（εʺ）、介电损耗角正切（tanδε）、磁导率实部（ε'）和介电常数虚部（εʺ）。介电常数实部（µ'）、磁导率虚部（µʺ）、磁损耗角正切（tanδµ）

图7 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO的(ε')的实部、(εʺ)的部分、损失(tanδε)、(µ')的实部、(µʺ)的部分、损失(tanδµ)

2.2 电磁参数分析

材料的电磁吸收性能一般通过测试其电磁参数来评价，这些电磁参数包括复介电常数εr、复磁导率µr。

其中：实部（ε'和µ'）表示介质中电磁能量的储存能力；虚部（εʺ和µʺ）表示相应的耗散能力。此外，介电损耗和磁损耗分别用介电损耗角正切值（tanδε=εʺ/ε'）和磁损耗角正切值（tanδµ=µʺ/µ'）表示[45]。

图7为不同复合比例的Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料在2~18 GHz范围内的电磁参数变化曲线。图7a~7c分别为不同复合比例样品的复介电常数实部和虚部，从图7a至图7c可以看出，与纯Ni/Zn/NC样品复合的样品的复介电常数ε'实部远高于纯Ni/Zn/NC样品，并且Ni/Zn/NC@rGO-1:1纳米复合材料样品的ε'明显高于其余样品，表明该材料具有较高的电磁波存储容量。Ni/Zn/NC@rGO复合材料的复介电常数εʺ虚部与纯Ni/Zn/NC相比也有明显提高。 rGO–1:1纳米复合材料的εʺ值最大，表明该材料对电磁波的衰减能力最强。另外，可以看出Ni/Zn/NC@rGO-1:1纳米复合材料样品的复介电常数εʺ虚部波动较小，表明该吸收体经历了多个极化弛豫过程[46–47]，这主要归因于rGO多层结构引起的界面极化[48]、均匀分散的Ni纳米颗粒与rGO片层之间的界面极化[44]以及rGO热解过程中Ni和N原子之间的相互作用以及杂质掺杂过程中产生的缺陷导致的偶极极化[27,33]。从图7c可以看出，在测试频率范围内所有材料的介电损耗角正切tanδε随着频率的变化均呈现轻微的波动，说明其电损耗能力在不同频带内有所不同。其中，Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料样品的tanδε值最大，在0.30~0.63范围内波动，说明其具有最强的介电性能。不同配比样品的磁导率与频率的关系如图7d至图7f所示。纯Ni/Zn/NC样品的µ'和µʺ值与Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料相比，波动并不大，说明与rGO材料复合后，样品的磁存储能力变化不大。所有样品在同一频带内的tanδε值均大于tanδµ，表明引入rGO后，复合材料的介电损耗占主导地位。

图8 Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的RL曲线、匹配厚度（dm）与匹配峰值频率（fm）的对应关系以及相应的二维轮廓线

图 8 Ni/Zn/NC 和 Ni/Zn/NC@rGO 的 (dm) 与 (fm) 的 RL 以及 2D 图

2.3 电磁吸收性能分析

根据经典传输线理论，反射损耗（RL）是材料电磁波损耗能力的重要指标，可以通过样品测试的复介电常数和复磁导率计算得出[49]：

式中：Zin为吸波体的输入阻抗；εr为相对复介电常数；µr为相对复磁导率；f为电磁波频率；d为吸波涂层厚度；c为自由空间中电磁波的速度。

图8为Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料在2~18 GHz频率范围内的电磁波吸收性能曲线，从图中可以看出，所有样品的电磁波吸收峰都随着厚度的增加而向低频方向移动[50]，即满足典型的1/4波长衰减特性[公式（5）][51]：

其中：dm、fm分别为匹配厚度、匹配峰值频率；λ为电磁波长度；c为光速；|εr|、|µr|分别为复介电常数、复磁导率模量。

与rGO复合得到的3种Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的电磁波吸收性能均优于纯Ni/Zn/NC纳米复合材料，当厚度为1.50 mm时，RLmin为–23.40 dB，有效吸收带宽（EAB）为1.97 GHz；当样品Ni/Zn/NC@rGO–1:2纳米复合材料厚度为4.50 mm时，最小反射损失值为–16.32 dB，此时的EAB值为0.80 GHz。从公式（1）和公式（2）可以看出，由于样品Ni/Zn/NC@rGO–1:2纳米复合材料的复介电常数和复磁导率的模量较大，因此样品Ni/Zn/NC@rGO–1:2纳米复合材料的匹配厚度为4.50 mm和5.00 mm时，在2~18 GHz频率范围内出现双峰，表明1/4波长和3/4波长谐振共存[52]。样品Ni/Zn/NC@rGO-1:1纳米复合材料表现出最好的电磁吸收性能，当匹配厚度仅为1.63 mm时，最小反射损耗为-43.61 dB，EAB值达到5.36 GHz；当匹配厚度为1.67 mm时，最小反射损耗达到–63.70 dB，EAB值为4.62 GHz。这主要得益于Ni纳米粒子与rGO的磁电协同效应，优化了阻抗匹配；同时，所构建的多孔结构为入射电磁波提供了更多的多次散射和反射耗散路线，而二者之间丰富的界面极化也使电磁波得到有效衰减，从而表现出最佳的电磁吸收性能。

利用经典的德拜弛豫理论进一步研究了极化和弛豫过程，其方程如下[53]：

其中：ε∞为相对介电常数；εs为静态介电常数；ε'为介电常数实部；εʺ为介电常数虚部。

图9为Ni/Zn/NC和Ni/Zn/NC@rGO纳米复合材料的Cole-Cole半圆图。一般一个半圆代表一个德拜弛豫过程[54]，该过程可归因于极化损耗。直线与电导率损耗有关[55]。与其他纳米复合材料相比，Ni/Zn/NC@rGO-1:1纳米复合材料的Cole-Cole半圆数最大，介电常数也更高，说明材料内部发生了更多的极化弛豫过程[56]，从而导致更强的极化损耗能力，这也是其具有高微波吸收性能的主要原因。此外，样品Ni/Zn/NC@rGO–1.0:0.5与样品Ni/Zn/NC@rGO–1:1相比，纳米复合材料除了半圆外还呈现出直线部分，这可以归因于高导电性的rGO的电导率损失，有利于电磁波通过电导率损失而衰减。因此，Ni/Zn/NC@rGO–1.0:0.5和Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料的电磁吸收性能优于其他材料，这与电磁参数和电磁反射损失有关。与实验结果是一致的。

阻抗匹配是评估电磁吸收性能的重要参数。材料和耗散[40,57-58]。 Zn/NC纳米复合材料和Ni/Zn/nc@RGO纳米复合材料的阻抗值更接近1，表明RGO的引入有助于改善Ni/Zn/Zn/Zn/Zn/nc@rgo nc@rgo 的无效匹配。 1.63毫米的最佳厚度和1.67毫米的最佳材料在1左右波动，而匹配的特征是最好的。

为了进一步探索材料吸收机制中的损失机制，研究了复合材料的衰减常数，计算公式如下[59]：

图10E显示了Ni/Zn/Nc和Ni/Zn/NC@RGO纳米复合材料的衰减系数的变化。 The of all show an trend with the of , and the of The of the Ni/Zn/NC@rGO–1.0:0.5, Ni/Zn/NC@rGO–1:1 and Ni/Zn/NC@rGO–1:2 are than those of Ni/Zn/ Among them, the of the Ni/Zn/NC@rGO–1:1 is the in the range, about 277, that it has wave , due to the Ni/Zn/ The part of the of NC@rGO–1:1 is than that of the other three , and it has wave .

涡流损耗公式可用于定性分析特定频段内的磁损耗机制。

其中：µ0是真空渗透性；σ是磁损失的主要原因。

图9 Ni/Zn/nc和Ni/Zn/nc@rgo纳米复合材料的Cole -Cole半圆

图9 Ni/Zn/nc和Ni/Zn/nc@rgo的Cole – Cole

图10阻抗匹配| ZIN/Z0 |，衰减常数α和涡流电流的效果，Ni/Zn/nc和Ni/Zn/nc@rgo纳米复合材料

图10 | zin/z0 |，α和eddy for ni/zn/nc和ni/zn/nc@rgo

Ni/Zn/NC@RGO纳米复合材料的电磁波吸收机制如图11所示。首先，Ni/Zn/nc纳米复合的多孔结构和RGO的多孔结构提供了更多反射的机会，可以使多种磁性综合材料散布到多个磁性的能量中，并散布了多种磁性。导电RGO提供磁性损失的协同作用，介电损耗是纳米复合材料的关键因素。例如NC和NC和RGO之间的界面极化对电磁波的耗散有益，从而改善了复合材料的电磁吸收性能。

图11 Ni/Zn/nc@RGO纳米复合材料的电磁波吸收机制

图11 ni/zn/nc@rgo浪潮

2.4电化学腐蚀性能分析

在海洋环境中使用的吸收材料不仅必须具有出色的电磁波吸收性能，而且具有强烈的腐蚀性。将样品浸入3.5％的NaCl溶液中7天，然后进行电位动力学扫描。从图12中可以看出，与裸碳钢样品相比，用纯环氧树脂，Ni/ZN/NC环氧涂层和Ni/Zn/nc@RGO环氧涂层涂层的碳钢样品覆盖了电势和低电流方向，表明碳钢表面涂层均具有不同的效果。根据公式（9），较小的ICORR是较大的RP，这是较大的RP，这意味着抗腐蚀性和计算结果。

其中：rp是偏光性的阳极tafel斜率。

表1显示了在电位动力学测试中通过TAFEL切线外延法获得的腐蚀参数。从表1中可以看出，在使用Ni/Zn/Zn/nc纳米复合材料掺杂后，ECORR的ECorr值，环氧胶的Ecorr值与–0.246 V到–0.246 V到–0.186 v，同时又有1.186 V ys。 –10 A/CM2，表明在Ni/Zn/Nc纳米复合材料中引入的环氧涂层可以有效抑制腐蚀离子的渗透，而在Ni/Zn/nc@RGO纳米复合物中引入的环氧涂层与Ni/Zn/Zn/Zn/Zn/nc nc 相比，均匀的均匀均匀的均匀均匀均匀也减少了。 It can be by (9) that the Epoxy, Ni/Zn/NC The Rp ​​of Ni/Zn/ NC@rGO/EP and Ni/Zn/ NC@rGO/EP are 5.885×10–9 Ω and 8.461× 10–10 Ω, . and 1.551×10–11 Ω, that the epoxy resin doped with Ni/Zn/NC@rGO can the , the , and the most anti- . The is ：Ni/Zn/NC@rGO fill the of epoxy resin, the for the to enter the , which helps to the from the ; at the same time, the of The can block hole and the from the the holes. 所得的“迷宫效应” [31]可以有效地扩展腐蚀性培养基的扩散路径，从而延迟腐蚀[66]（图13）。

图12裸钢和不同涂层样品的塔菲尔极化曲线

图12钢和钢曲线

图13 Ni/Zn/nc@RGO纳米复合材料的抗腐蚀机理的示意图

Ni/Zn/nc@rgo的图13

表1通过Tafel切线外部附着方法获得的腐蚀参数用于电力动力学测试

Table 1 Tafel from Tafel plots of

3 结论

MOFS衍生的Ni/Zn/NC@RGO复合纳米材料通过共沉淀和热解过程成功合成，并用作抗腐蚀和微波吸收材料的质量来调整Ni的质量比率，从而有助于改善界面的损失，并效果良好的范围协同效应使Ni/Zn/NC@RGO纳米复合材料具有良好的匹配厚度为1.63毫米，其有效的吸收带宽为5.36 GHz，其最小反射损耗为–63.7 db。此外，用Ni/Zn/NC@RGO纳米复合掺杂的涂层具有更高的ECOR值（–0.149 V）和较低的ICORR值（1.437×10–11 A/CM2），与纯环氧涂层和NC NC 相比，纯净的型号的较高的谱图是较高的因此，对Ni/Zn/nc@rgo纳米复合材料的研究为开发有效的抗腐蚀和波浪吸收材料提供了参考，并在海洋环境中具有广泛的应用程序前景。

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