DOI:10.1016/j.carbon.2020.09.067
為了滿足信息時代對實時通信和國防特別是動態偽裝的要求，研制出不同頻段的高效吸波材料已成為必然趨勢。在這項工作中，采用靜電紡絲和原位分層熱處理技術成功構建了碳改性鎳鈷氧化物C-NiCo2O4多孔納米纖維。熱處理溫度可以調整C-NiCo2O4的C含量，從而調節傳導損耗。更重要的是，吸收頻率可以從Ku調整到X，甚至可以調整到C波段，因為適當的調整對每種C-NiCo2O4復合材料阻抗匹配度提供了不同的介電和磁特性協同作用。由于低反射損耗意味著高效的能量轉換和熱量產生，因此高電磁吸收率使該材料在多功能納微電磁設備中具有極大的應用潛力。
圖1.（a）PAN納米纖維的分子結構和SEM圖像，以及PAN在熱處理過程中由梯形結構向碳化結構的結構演變。（b-d）在500、600和700℃的處理溫度下C-CoNi的SEM圖像。（e）C-CoNi樣品的相應直徑。（f-h）C-N1、C-N2和C-N3的SEM圖像。（i）通過TG曲線估算三種最終產物的碳含量。
圖2.（a）C-CoNi和（b）C-NiCo2O4在不同熱處理溫度下的X射線衍射圖。（c）C-CoNi（600℃）和C-N2的拉曼光譜。（d）C-CoNi（600℃）和（e）C-N2的XPS光譜。（f）C-N2的O 1s光譜。
圖3.（a和b）C-CoNi納米纖維的TEM圖像。（c）CoNi合金納米粒子的HRTEM圖像。（d和e）C-NiCo2O4納米纖維的TEM圖像。（f）NiCo2O4納米粒子的HRTEM圖像。
圖4.（a）C-NiCo2O4納米纖維的高角度環形暗場（HAADF）圖像。（b-f）納米纖維中的元素映射，包括Co、Ni、C和O。
圖5.在2-18GHz范圍內，厚度為1.88至5.38nm，（a）C-N1、（b）C-N2和（c）C-N3復合材料的RL。（d）每種樣品的最佳吸收性能，以顯示可調的微波吸收率。（e）三種復合材料最佳吸收的3D投影圖。頻率紅移達到10.48GHz。（f）對應于三個最佳吸收的阻抗匹配特性。
圖6.C-NiCo2O4復合材料的復介電常數：（a）ε'，（b）ε''。復數磁導率：（c）μ'，（d）μ''。插圖：相應的渦流系數。
圖7.（a）三種樣品的電導率。（b）C-N1、（c）C-N2和（d）C-N3復合材料的εp''和εc''。（e）比較C-N1、C-N2和C-N3樣品的wc。插圖，用于計算wc的表達式。（f）三種樣品的wp比較。插圖，用于計算wp的表達式。
圖8.（a）C-N1、（b）C-N2和（c）C-N3復合材料的Cole-Cole曲線。
圖9.電磁衰減的示意圖，包括界面極化、偶極極化、自然磁共振、渦流損耗、傳導損耗、多次反射和散射。
圖10.（a）C-N1、（b）C-N2和（c）C-N3復合材料的吸收系數、反射系數和透射系數。（d）在不同微波頻帶下C-N1、C-N2和C-N3復合電池的電能密度損失圖。方形電池的邊長為20mm。C-N1、C-N2和C-N3復合電池的厚度分別為1.88、2.93和5.38mm，這與最佳RL峰一致。
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