DOI: 10.1016/j.carbon.2020.12.077
通過簡單的靜電紡絲成功制備了FeIII-MOF-5衍生/碳纖維復合材料（FMCFs），并深入研究了這些碳基復合材料的電磁波（EM）衰減特性。所制備的FMCFs具有良好的電磁波吸收性能，在1.4mm的小厚度下可獲得-39.2dB的最大反射損耗（RL），帶寬為4.44GHz，此外，還從磁損耗、偶極子極化損耗和界面極化等方面探討了FMCFs電磁波吸收的控制機理。更重要的是，為了展示FMCFs材料在實際應用中的能力，進一步利用ANSYS Electronics Desktop 2018（HFSS）證明了其雷達散射截面（RCS）的縮減，帶有FMCFs的材料涂層對RCS值的貢獻很大，最強的RCS縮減值高達32dBm2。將仿真技術與材料設計相結合對于研究電磁波吸收涂層的吸收機理和合理設計具有重要意義。
圖1.（a）FMCFs復合材料的合成策略示意圖；（b）純碳纖維的SEM圖像；（c）FeIII-MOF-5顆粒；（d-f）具有不同濃度FeIII-MOF-5衍生復合材料的碳纖維（d為S-40；e為S-50；f為S-60）；（g）S-60樣品的TEM圖像。
圖2.（a）XRD圖，（b，e）BET信息，（d）拉曼光譜，（c）Zn 2p的XPS檢測，（f）使用不同濃度FeIII-MOF-5顆粒的FMCFs 的Fe2p XPS光譜，以及（g）S-50的XPS數據。
圖3.在2-18GHz范圍內，FMCFs（S-0，S-40，S-50和S-60）的復介電常數（a：實部；b：虛部）和復磁導率（d：實部；e：虛部）；（c）FMCFs的tanδε值和（f）tanδm。
圖4.（a）在2-18GHz范圍內，FMCFs的Zr值和（b）α值；（c）FMCFs復合材料的磁滯回線和（d）擴大的磁滯回線。
圖5.分別為（a）S-0，（b）S-40，（c）S-50，（d）S-60的反射損耗值與頻率和厚度的二維圖像；（e）對于S-0、S-40、S-50和S-60 FMCFs，反射損耗峰值帶寬的條形圖，以及（f）厚度低至1.4mm時的反射損耗峰值。
圖6.碳基復合材料的電磁波衰減機理圖。
圖7.樣品的HFSS仿真結果：PEC（a），由樣品S-40（b），S-50（c）和S-60（d）覆蓋的PEC基底。樣品在不同掃描角下的RCS仿真圖（e），去除含PEC的復合材料可實現RCS的縮減（f）。
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