清華大學朱宏偉J. Mater.：形狀各向異性Fe3O4納米帶的可控制備及微波吸收性能

DOI: 10.1016/j.jmat.2021.03.009

_{為了從根本上防止電磁威脅，需要使用微波吸收材料（MAM）來消除多余的電磁波。具有復介電常數和復磁導率的Fe3O4粒子作為一種典型的MAM材料，由于其磁損耗和介電損耗并存的特性而得到了廣泛的應用。然而，必需的高質量分數極大地限制了其應用，因此研究人員對Fe3O4納米結構進行了廣泛研究以解決這一問題。在這項工作中，通過靜電紡絲和兩步熱處理制備了均勻的Fe3O4納米帶。通過控制靜電紡絲前體溶液的組成和粘度，可以獲得具有可調橫向尺寸（200nm至1μm）的Fe3O4納米帶。低Fe3O4含量（僅為16.7wt％）的樣品在3GHz以上顯示出較寬的最大有效吸收帶寬（EAB），而橫向尺寸較小的Fe3O4納米帶顯示出4.93GHz的最大EAB。同時，橫向尺寸較小的Fe3O4納米帶具有優異的反射損耗特性，在10.10GHz時最低反射損耗達到-53.93dB，而最大EAB高達2.98GHz。Fe3O4納米纖維的出色微波反射損耗有助于增強磁損耗、介電損耗和阻抗匹配的協同效應，其源于分層交聯網絡和形狀各向異性。本研究拓寬了磁吸收體的實際應用范圍，為形狀各向異性磁性材料的開發提供了一種新的途徑。}

圖1.（a）材料制備示意圖。（b）復合納米帶的可能形成圖。

_{圖2.（a）電紡復合納米帶的DTA和TG曲線。（b）Fe2O3和（c）Fe3O4納米帶的XRD圖譜。}

_{圖3.電紡復合納米帶、Fe2O3納米帶和Fe3O4納米帶的SEM圖像。（a-c）NB1，（d-f）NB2，（g-i）NB3，（j-1）NB4和（m-o）NB5。}

_{圖4.（a）Fe3O4納米帶的磁滯回線和（b）矯頑力。}

_{圖5.（a）Fe3O4納米帶的介電常數實部，（b）介電常數虛部和（c）介電損耗正切。（d）Fe3O4納米帶的磁導率實部，（e）磁導率虛部和（f）磁損耗正切。}

_{圖6.（a）NB1，（b）NB2，（c）NB3，（d）NB4和（e）NB5的阻抗匹配度。（f）Fe3O4納米帶的衰減系數。}

圖7.（a）NB1，（b）NB2，（c）NB3，（d）NB4和（e）NB5的3D反射損耗圖。（f）樣品的最大EAB和最小反射損失。