摘 要：傳統(tǒng)吸波材料因無(wú)法滿足現(xiàn)代科技對(duì)隱身技術(shù)材料“輕質(zhì)、厚度薄、強(qiáng)損耗、寬吸收”的需求，因而開(kāi)發(fā)高效吸波材料成為隱身技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。本文以蜂窩狀多孔碳與鈷鹽分別為碳基體和磁性金屬源，通過(guò)沉淀法聯(lián)合熱解工藝，獲得了蜂窩狀氮摻雜碳/鈷/氧化亞鈷磁電復(fù)合吸波材料。蜂窩狀孔結(jié)構(gòu)極大地降低了吸波劑的密度，賦予其輕質(zhì)的特性。磁性組分的引入優(yōu)化了阻抗匹配，介電和磁性組分形成的磁電協(xié)同損耗增強(qiáng)了復(fù)合材料對(duì)電磁波的吸收強(qiáng)度并拓寬了吸波頻帶。得益于成分與結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，該材料在填充量?jī)H為5wt%時(shí)，2.5mm匹配厚度下的反射損耗峰值達(dá)到-52.84dB，在2.7mm厚度下的有效吸收帶寬達(dá)到4.83GHz。

關(guān)鍵詞：輕質(zhì)； 介孔碳； CoO/Co磁性顆粒； 多重?fù)p耗機(jī)制； 雷達(dá)吸波

中圖分類號(hào)：V257 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.19452/j.issn1007-5453.2024.08.007

基金項(xiàng)目： 國(guó)家自然科學(xué)基金（22205182）；航空科學(xué)基金（2020Z056053002）

隨著電子設(shè)備功率密度的提高，電磁兼容和電磁污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，兼具屏蔽功能特性的吸波材料成為解決該問(wèn)題的主要策略[1-3]。電磁波吸收材料是當(dāng)前應(yīng)用最為有效且廣泛的隱身手段的關(guān)鍵材料，能夠緩解/解決電磁波污染問(wèn)題。隨著技術(shù)的革新與應(yīng)用需求的提高，具有強(qiáng)損耗（RL）、寬有效吸收頻帶（EAB）、輕質(zhì)和薄匹配厚度特性的吸波材料成為隱身技術(shù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)[4]。

電磁波材料按照損耗機(jī)制不同主要分為介電損耗型、磁損耗型以及電導(dǎo)損耗型[5]。對(duì)于磁電復(fù)合吸波劑而言，介電損耗以極化弛豫機(jī)制作為電磁波的主要耗散機(jī)制，引入磁損耗構(gòu)建多重?fù)p耗能夠增強(qiáng)電磁波吸收能力[6]。但是，如何有效調(diào)控復(fù)合材料的介電常數(shù)，以達(dá)到阻抗匹配以及各組分之間的協(xié)同損耗機(jī)制尚未明確。

碳材料因密度低、電磁參數(shù)可調(diào)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)在制備高性能輕質(zhì)電磁波吸收材料領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大潛力，如石墨烯[7]、碳纖維[8]、碳納米管[9]等均在電磁波吸收領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[10]。介孔結(jié)構(gòu)碳材料有利于入射電磁波的反射和散射行為，增加電磁波的損耗，同時(shí)滿足吸波材料對(duì)輕質(zhì)的要求[11]。然而，目前所制備的碳基吸波材料存在著電磁損耗性能不佳、吸波劑與自由空間阻抗匹配差等問(wèn)題。

近年來(lái)，碳材料與磁性基體復(fù)合制備磁電復(fù)合吸波材料，因其組分和結(jié)構(gòu)多樣性，電磁參數(shù)可調(diào)，具有多重?fù)p耗機(jī)制有效改善阻抗匹配，提升電磁波損耗性能，已成為科研人員的研究重點(diǎn)。青島科技大學(xué)何燕教授團(tuán)隊(duì)[12]采用自模板法，原位構(gòu)建了具有多孔結(jié)構(gòu)的MnO2/Mn3O4@Ni-Co/GC納米立方體，Ni-Co納米顆粒的引入產(chǎn)生了渦流和磁共振效應(yīng)，在2.0mm的匹配厚度d下，最小反射損耗RLmin為-26dB，EAB達(dá)到3.7GHz。復(fù)旦大學(xué)車仁超教授團(tuán)隊(duì)[13]制備了分級(jí)導(dǎo)電的微-中-大孔網(wǎng)絡(luò)碳納米籠，具有致密的磁耦合網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)了入射電磁波的多重反射和散射行為，RLmin可達(dá)-60.6dB， EAB寬至5.1GHz。目前磁電復(fù)合材料已經(jīng)獲得了眾多研究成果，但是在輕質(zhì)要求下的強(qiáng)損耗和有效吸收帶寬依然有很大的提升空間。目前針對(duì)磁電復(fù)合吸波材料的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電磁損耗機(jī)理之間的聯(lián)系缺乏深入研究，磁電復(fù)合吸波材料的電磁參數(shù)與吸波性能的變化規(guī)律尚未完全建立。

基于此，本文選用具有大比表面積的蜂窩狀納米多孔碳粉（NCP）為基體，通過(guò)沉淀反應(yīng)與鈷基材料前驅(qū)體的有效復(fù)合，研究發(fā)現(xiàn)熱解產(chǎn)物納米多孔碳/鈷/氧化鈷（NCP/ Co/CoO）復(fù)合吸波材料具有高復(fù)介電常數(shù)與復(fù)磁導(dǎo)率。磁性組分的引入優(yōu)化了阻抗失配問(wèn)題，構(gòu)建了多重?fù)p耗機(jī)制，增強(qiáng)了電磁波損耗。在2.5mm的匹配厚度下，RL達(dá)到-52.84dB；在2.7mm厚度下EAB 達(dá)到4.83GHz。本文不僅為飛行器設(shè)備提供了一種具有高效電磁波吸收能力的輕質(zhì)雷達(dá)隱身材料，也為介孔結(jié)構(gòu)磁電復(fù)合吸波材料的體系設(shè)計(jì)提供了試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)流程及測(cè)試表征

采用沉淀法結(jié)合熱處理工藝制備NCP/Co/CoO復(fù)合材料具體流程如下：將70mg NCP超聲分散在盛有40mL去離子水的圓底燒瓶（100mL）中；隨后依次加入35mg的6次甲基四胺、7.25mg檸檬酸鈉和150mg六水合硝酸鈷，通過(guò)磁力攪拌使其充分溶解在去離子水中。該裝置在90℃油浴反應(yīng)6h，所得產(chǎn)物在60℃真空干燥箱中過(guò)夜干燥，所獲黑色粉末即為NCP-N/Co前驅(qū)體。將上述得到的NCP-N/Co前驅(qū)體在升溫速率為5℃/min的氬氣下進(jìn)行熱解處理，分別在700℃、800℃和900℃中保持2h，自然冷卻到室溫，所得樣品即為NCP/Co/CoO-700/800/900復(fù)合材料。

本文利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）和高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）觀察樣品的微觀形貌與結(jié)構(gòu)。X射線衍射儀（XRD）用于分析樣品的晶體結(jié)構(gòu)與晶型。采用熱重分析儀（TG）研究樣品的熱分解過(guò)程及相態(tài)變化。X射線光電子能譜（XPS）用于分析材料的元素組成和化學(xué)態(tài)。采用拉曼光譜（532nm氬激光）表征樣品的分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)等信息。通過(guò)BET比表面積測(cè)量法對(duì)樣品進(jìn)行氮?dú)馕摳降葴厍€測(cè)試，獲得樣品的比表面積。孔徑分布用BJH孔徑模型法進(jìn)行擬合。通過(guò)振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）分析飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力等。由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）利用傳輸線同軸法表征2～18GHz頻率范圍內(nèi)的電磁參數(shù)，測(cè)試試樣為內(nèi)徑3.04mm、外徑7mm的環(huán)狀試樣。材料的反射損耗特性由所得電磁參數(shù)，經(jīng)傳輸線理論分析計(jì)算得到。

2 材料成分、形貌及靜磁性能分析

2.1 材料成分及形貌分析

通過(guò)SEM和TEM觀察樣品表面微觀形貌與結(jié)構(gòu)。圖1（a）、圖1（b）和圖1（e）為NCP的SEM與TEM圖，如圖1（a）和圖1（b）所示，NCP表面規(guī)整，并且具有豐富的三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖1（e）進(jìn)一步證明NCP具備致密且均勻的納米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，孔徑約50nm。鈷鹽與NCP通過(guò)一步沉淀反應(yīng)得到NCP-N/Co前驅(qū)體。圖1（c）和圖1（f）分別為NCP-N/ Co前驅(qū)體的SEM與TEM圖，圖1（c）可以觀察到NCP表面變得粗糙，證明在蜂窩狀NCP表面成功負(fù)載了Co基納米顆粒。經(jīng)過(guò)熱解過(guò)程后，NCP-N/Co前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為NCP/Co/ CoO復(fù)合材料。圖1（d）、圖1（g）和圖1（h）分別為NCP/Co/ CoO的SEM與TEM圖，相比于圖1（c），圖1（d）證明熱解后NCP基底上金屬顆粒沒(méi)有明顯變化，但是更加致密，這是由于高溫?zé)峤馐沟免捇饘贇溲趸镛D(zhuǎn)化為相對(duì)致密的金屬及其氧化物。圖1（f）與圖1（g）可以觀察到熱解后NCP底襯下黑色區(qū)域?yàn)榉植季鶆虻腃o和CoO。圖1（h）進(jìn)一步觀測(cè)到鈷納米粒子包裹在石墨碳中，檢測(cè)到晶格間距為0.20nm的金屬鈷和石墨化碳的存在。

圖2（a）為NCP-N/Co前驅(qū)體的XRD譜圖，發(fā)現(xiàn)NCP上負(fù)載的Co前驅(qū)體在37.1°和61.5°處的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)Co（OH）2的（101）和（111）晶面，說(shuō)明前驅(qū)體中的鈷元素是以Co（OH）2的形式存在。圖2（b）證明在測(cè)試溫度達(dá)到348℃前，這是由于NCP骨架中Co（OH）2的氧化分解或孔隙中殘留的空氣逃逸造成的質(zhì)量持續(xù)損失[14]。

第二個(gè)失重峰主要由于NCP主體骨架的坍塌分解形成，在750℃后趨于穩(wěn)定。NCP和NCP-N/Co前驅(qū)體在800℃的殘留率分別為85.8%和88.5%，因此本文試驗(yàn)分別選擇了700℃、800℃和900℃作為后續(xù)熱解溫度，探索溫度對(duì)材料組分與結(jié)構(gòu)的調(diào)控規(guī)律。如圖3（a）所示，NCP/Co/CoO復(fù)合材料在44.2o、51.5o和75.9o處出現(xiàn)明顯衍射峰，分別對(duì)應(yīng)于金屬鈷（JCPDS#15-0806）的（111）、（200）和（220）晶面，證明鈷的存在。在36.4o處出現(xiàn)衍射峰與CoO（JCPDS#48-1719）的（111）晶面衍射峰位置高度匹配，證明了CoO的存在。三個(gè)樣品均在26.2°出現(xiàn)平緩的衍射峰，對(duì)應(yīng)NCP骨架中石墨碳的（002）晶面。結(jié)果表明，Co、CoO和碳均存在三個(gè)樣品中。

圖3（b）氮?dú)馕矫摳角€可以明顯觀察到樣品是典型的H3型回滯環(huán)IV型吸附等溫曲線[15]。根據(jù)BET計(jì)算得到NCP/Co/CoO-700/800/900比表面積分別為689.61m2/g、672.38m2/g和647.84m2/g，高比表面積能有效降低吸波劑的填充含量，在2.8nm和17.1nm處出現(xiàn)兩個(gè)明顯的孔徑分布區(qū)域，證明NCP/Co/CoO中存在尺寸相對(duì)規(guī)整的介孔，是空氣與基體材料結(jié)合的有效介質(zhì)。介孔空腔可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料介電常數(shù)的調(diào)控，使得材料具有良好阻抗匹配和德拜弛豫，其可用Maxwell-Garnet模型來(lái)說(shuō)明[16]

NCP/Co/CoO-700/800/900總孔體積分別為2.138mL/g、2.225mL/g和2.454mL/g，不僅滿足吸波材料的輕質(zhì)要求，且能極大程度地提升吸波材料的有效介電常數(shù)[17]。

XPS全譜圖（見(jiàn)圖3（c））中出現(xiàn)C1s、N1s、O1s和Co2p的特征峰，說(shuō)明NCP/Co/CoO-900中含有C、N、O和Co元素。C1s譜圖（見(jiàn)圖3（d））表明碳以C=O-C鍵（282.6eV）、C-C鍵/ C=C鍵（284.8eV）、C-N鍵（286.2eV）和C-O鍵（288.5eV）的形式存在于NCP/Co/CoO-900。N元素（見(jiàn)圖3（e））可以分為吡啶氮（398.4eV）、吡啶氮（400.4eV）以及石墨氮（401.5eV）三個(gè)峰，富電子氮的存在可以有效提高碳材料的導(dǎo)電率。當(dāng)石墨晶格中的碳原子被N原子取代時(shí)，碳原子的sp2雜化被破壞，具有較大電負(fù)性的N原子存在將電子提供給共軛體系，形成缺陷，使介電損耗得到增強(qiáng)。根據(jù)自由電子理論[18]

如圖4所示，NCP/Co/CoO-700、NCP/Co/CoO-800和NCP/ Co/CoO-900樣品的飽和磁化強(qiáng)度Ms分別為18.7emu/g，22.6emu/g和30.6emu/g。隨著熱解溫度的升高，金屬Co結(jié)晶度增強(qiáng)、尺寸增大、含量增加， Ms逐漸增大。因此，NCP/Co/CoO-900對(duì)電磁波的磁損耗能力最強(qiáng)。三個(gè)樣品的矯頑力Hc分別為522.5Oe， 401.4Oe和338.3Oe，NCP/Co/CoO-900具有最高的初始磁導(dǎo)率μi，因此具有最佳的磁損耗性能。

3 NCP/Co/CoO電磁性能分析

3.1 NCP/Co/CoO的電磁參數(shù)分析

使用VNA對(duì)其電磁參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果如圖5所示。

圖5（a）～圖5（c）分別為三個(gè)材料的介電實(shí)部ε’、介電虛部ε’’和介電損耗正切角tanδε，可以看出隨著頻率的增加，三個(gè)樣品的ε’值由于極化弛豫的影響均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。由圖5（b）可以看出，三個(gè)樣品的ε’’變化規(guī)律與ε’相似，ε’’隨頻率的升高逐漸降低且隨著熱解溫度的升高ε’’逐漸遞增，其中NCP/ Co/CoO-900的ε’’最大。根據(jù)Debye理論，虛部增大有利于增強(qiáng)吸波材料的介電損耗能力[20]，表明NCP/Co/CoO-900具有最佳損耗性能。諧振峰數(shù)量與弛豫數(shù)量相關(guān)，NCP/Co/CoO-900樣品諧振峰最多表明其具有多重弛豫機(jī)制，電磁波的介電損耗和極化弛豫損耗最大。圖5（d）～圖5（f）分別為三個(gè)材料的磁導(dǎo)率實(shí)部μ’、磁導(dǎo)率虛部μ’’和磁損耗正切角tanδμ，圖中表明NCP/Co/CoO的μ’值在0.92～1.12波動(dòng)明顯，μ’’值在0～0.1出現(xiàn)明顯的諧振峰，這是由于存在磁晶各向異性等效場(chǎng)產(chǎn)生自然共振引起[21]。由于材料μ’與μ’’幾乎相同，說(shuō)明不同熱解溫度下樣品的tanδμ差距比較小。如圖5（c）～圖5（f）所示，NCP/Co/CoO的介電損耗正切值tanδε要遠(yuǎn)大于磁損耗正切值tanδμ，所以該吸波劑的損耗機(jī)制以介電損耗為主導(dǎo)。

3.2 NCP/Co/CoO復(fù)合材料的損耗機(jī)制分析

如圖8（a）與圖8（d）所示，在匹配厚度d為3.1mm時(shí)，NCP/Co/CoO-700的最小反射損耗RLmin僅為-19.8dB。如圖8（b）和圖8（e）可知，NCP/Co/CoO-800在9.02GHz處，d=3.3mm時(shí)，RLmin為-44.98dB，d=2.7mm時(shí)EAB達(dá)到4.83GHz，覆蓋約60%的X波段和60%的Ku波段。NCP/Co/CoO-900在10.33GHz處2.5mm時(shí)RLmin為-52.84dB，表明有99.999%電磁波被吸收；在2.0mm處對(duì)應(yīng)EAB達(dá)到4.55GHz（11.53～ 16.08GHz），覆蓋約70%的Ku波段（12～18GHz）（見(jiàn)圖8（c）和圖8（f））。結(jié)果表明，隨著匹配厚度增加反射系數(shù)逐漸向低頻方向移動(dòng)，可覆蓋寬達(dá)9.65GHz（6.43～16.08GHz）的頻率范圍。得益于良好的介電與磁損耗能力，NCP/Co/CoO-800和NCP/Co/CoO-900在X波段對(duì)電磁波表現(xiàn)出理想的吸波性能。

衰減常數(shù)α和阻抗匹配Zin/Z0通常被用于分析吸波材料的電磁波衰減能力和阻抗匹配性能。圖9（a）是三個(gè)樣品的α測(cè)試結(jié)果，可以看出，隨著熱解溫度的升高，NCP/Co/CoO材料的衰減常數(shù)逐漸增大，其中NCP/Co/CoO-900的α最大，說(shuō)明其對(duì)電磁波的衰減能力最強(qiáng)。NCP/Co/CoO-700和 NCP/Co/CoO-800的Zin /Z0（見(jiàn)圖9（b））在1.2～1.6之間，表明電磁波不能順利進(jìn)入材料內(nèi)部。而NCP/Co/CoO-900的Zin/ Z0接近1，說(shuō)明電磁波能有效進(jìn)入材料內(nèi)部發(fā)生衰減。

5 結(jié)論

通過(guò)沉淀法輔助熱處理成功制備了NCP/Co/CoO磁電復(fù)合吸波材料。NCP/Co/CoO-900表現(xiàn)出優(yōu)越的電磁波吸收性能。在d為2.5mm、頻率為10.33GHz處，RLmin為-52.84dB；在2.7mm時(shí)，EAB寬可達(dá)4.83GHz。高效的微波衰減性能歸結(jié)于以下原因：（1）控制熱處理的溫度以調(diào)控復(fù)合材料的組成和微結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)電磁參數(shù)的可控性。（2）磁性粒子為體系引入優(yōu)異的磁損耗性能，利于提升電磁波衰減能力。（3）多組分材料復(fù)合，介電損耗、磁損耗、界面損耗、極化損耗等多重?fù)p耗協(xié)同作用，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的阻抗匹配以拓寬頻帶。本文研究結(jié)果為航空航天設(shè)備提供了一種高效輕質(zhì)電磁波吸收材料，也為高效介孔結(jié)構(gòu)磁電復(fù)合材料的體系設(shè)計(jì)提供了試驗(yàn)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]Wu You， Chen Li， Han Yixuan， et al. Hierarchical construction of CNT networks in aramid papers for high-efficiency micro‐wave absorption [J]. Nano Research， 2023， 16（5）： 7801-7809.

[2]Ma Meng， Zheng Qi， Zhang Xinci， et al. VSe2/CNTs nanocom‐posites toward superior electromagnetic wave absorption per‐formance [J]. Carbon， 2023， 212： 118159.

[3]李玥萱， 張聘， 白龍. 3D打印電磁功能結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 航空科學(xué)技術(shù)， 2023， 34（8）： 1-10. Li Yuexuan， Zhang Pin， Bai Long. Research status and challeng‐es of 3D printing electromagnetic function structure[J]. Aeronau‐tical Science & Technology，2023， 34（8）： 1-10. （in Chinese）

[4]Wu Zhengchen， Cheng Hanwen， Jin Chen， et al. Dimensional design and core shell engineering of nanomaterials for electro‐magnetic wave absorption [J]. Advanced Materials， 2022， 34（11）： 2107538.

[5]Cheng Junye， Zhang Huibin， Ning Mingqiang， et al. Emerging materials and designs for low- and multi-band electromagnetic wave absorbers： the search for dielectric and magnetic synergy？[J]. Advanced Functional Materials， 2022， 32（23）： 2200123.

[6]王才良， 程明， 羅振濤， 等. 羰基鐵粉基電磁屏蔽材料的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展 [J]. 航空科學(xué)技術(shù)， 2022， 33（9）： 1-6. Wang Cailiang， Cheng Ming， Luo Zhentao， et al. Research sta‐tus and progress of carbonyl iron powder based electromagnet‐ ic shielding materials[J]. Aeronautical Science & Technology， 2022， 33（9）： 1-6. （in Chinese）

[7]Shi Ting， Yao Yuan， Li Yang， et al. Inner phase hybridization engineering of core-shell structure confined in graphene scroll for boosting electromagnetic wave absorption [J]. Chemical Engineering Journal， bJbHQZXQW7tZiuG9328ZDyAzfMi5A5WS4qhh5Tp6tMY=2023， 455： 140683.

[8]Dai Ding， Lan Xiaolin， Wang Zhijiang， et al. Hierarchical carbon fiber reinforced SiC/C aerogels with efficient electromagnetic wave absorption properties [J]. Composites Part B： Engineering， 2023， 248： 110376.

[9]Sun Lifu， Zhu Qianqian， Jia Zirui， et al. CrN attached multi-com‐ponent carbon nanotube composites with superior electromagnet‐ic wave absorption performance [J]. Carbon， 2023， 208： 1-9.

[10]蘇金朝， 毛博， 任夢(mèng)帥， 等. 可用于紅外隱身的納米石墨薄膜熱輻射調(diào)制器的研究 [J]. 航空科學(xué)技術(shù)， 2023， 34（11）： 96-102. Su Jinzhao， Mao Bo， Ren Mengshuai， et al. Study on nano graphite film thermal radiation modulator for infrared stealth[J]. Aeronautical Science & Technology， 2023， 34（11）： 96-102.（in Chinese）

[11]Wang Yueyi， Zhou Zihan， Zhu Jinlong， et al. Low-temperature carbonized carbon nanotube/cellulose aerogel for efficient microwave absorption [J]. Composites Part B： Engineering， 2021， 220： 108985.

[12]Gao Jianshan， Wang Huanhuan， Zhou Yang， et al. Self-tem‐plate and in-situ synthesis strategy to construct MnO2/ Mn3O4@Ni-Co/GC nanocubes for efficient microwave absorp‐tion properties [J]. Journal of Alloys and Compounds， 2022， 892： 162151.

[13]Liu Panbo， Gao Sai， Zhang Guozheng， et al. Hollow engineering to Co@N-doped carbon nanocages via synergistic protecting-etching strategy for ultrahigh microwave absorption[J]. Advanced Functional Materials， 2021， 31（27）： 2102812.

[14]Wang Yan， Xian Guiyang， Wu Chongmei， et al. Broadband electromagnetic wave absorption of Fe@polyaniline-derived carbon composites with nitrogen-doping [J]. Diamond and Related Materials， 2022， 130： 109472.

[15]Wang Jiqi， Yu Huyan， Yang Zuoting， et al. Tubular carbon nanofibers： synthesis， characterization and applications in microwave absorption [J]. Carbon， 2019， 152： 255-266.

[16]Wen Bo， Cao MaoSheng， Hou Zhiling， et al. Temperature dependent microwave attenuation behavior for carbonnanotube/silica composites [J]. Carbon， 2013， 65： 124-139.

[17]Xiong Juan， Xiang Zhen， Zhao Jing， et al. Layered NiCo alloy nanoparticles/nanoporous carbon composites derived from bi‐metallic MOFs with enhanced electromagnetic wave absorp‐tion performance [J]. Carbon， 2019， 154： 391-401.

[18]Qiu Yun， Lin Ying， Yang Haibo， et al. Hollow Ni/C microspheres derived from Ni-metal organic framework for electromagnetic wave absorption [J]. Chemical Engineering Journal， 2020， 383： 123207.

[19]Liu Panbo， Gao Sai， Wang Yang， et al. Carbon nanocages with N-doped carbon inner shell and Co/N-doped carbon outer shell as electromagnetic wave absorption materials [J]. Chemical Engineering Journal， 2020， 381： 122653.

[20]Wang Lei， Huang Mengqiu， Qian Xiang， et al. Confined magnetic-dielectric balance boosted electromagnetic wave absorption [J]. Small， 2021， 17（30）： 2100970.

[21]Zhang Feng， Cui Wei， Wang Bingbing， et al. Morphologycontrol synthesis of polyaniline decorative porous carbon with remarkable electromagnetic wave absorption capabilities [J]. Composites Part B： Engineering， 2021， 204： 108491.

[22]Zhang Ziyu， Zhao Yehao， Li Zihao， et al. Synthesis of carbon/ SiO2 core-sheath nanofibers with Co-Fe nanoparticles embedded in via electrospinning for high-performance microwave absorption [J]. Advanced Composites and Hybrid Materials， 2022， 5（1）： 513-524.

[23]Cui Yuhong， Liu Zihao， Li Xuexiang， et al. MOF-derived yolkshell Co@ZnO/Ni@NC nanocage： Structure control and electromagnetic wave absorption performance [J]. Journal of Colloid and Interface Science， 2021， 600： 99-110.

Construction of Lightweight Honeycomb-like Nitrogen-doped Mesoporous Carbon/ Cobalt/Cobaltons Oxide Composites and Wideband Absorbing Properties

Wei Zhiheng1，2， Li Zongcheng1，2， Liang Jin1，2

1. Key Laboratory of Flexible Electronics of Zhejiang Province， Ningbo Institute of Northwestern Polytechnical University，Ningbo 315103， China

2. Shaanxi Key Laboratory of Macromolecular Science and Technology ，Northwestern Polytechnical University， Xi’an 710072， China

Abstract： The traditional microwave absorbing materials cannot meet the requirements of modern technology for stealtYScV66IInN1tLQicbnZ0kw==h technology materials， such as “l(fā)ight weight， thin thickness， strong loss， wide absorption”， so the development of efficient microwave absorbing materials has become the key to the development of stealth technology. In this paper， honeycomb nitrogen doped carbon/cobalt/cobalt oxide magnetoelectric composite microwave absorbing materials were obtained by precipitation combined pyrolysis process using honeycomb porous carbon and cobalt salt as carbon matrix and magnetic metal source， respectively. The honeycomb pore structure greatly reduces the density of the absorbing agent and endows it with lightweight characteristics. The introduction of magnetic components optimizes the impedance matching， and the magnetoelectric synergistic loss formed by dielectric and magnetic components enhances the electromagnetic wave absorption strength of the composite and widens the wave absorption band. Thanks to the advantages of composition and structure， when the filling amount is only 5wt%， the reflection loss peak at 2.5mm matching thickness reaches -52.84dB， and the effective absorption bandwidth at 2.7mm thickness reaches 4.83GHz.

Key Words： lightweight；mesoporous carbon； CoO/Co magnetic particles； multiple loss mechanism； radar wave absorption