黄威等：核壳结构复合吸波材料研究进展 ·553· 比二元复合具有更好的性能，但是多层核壳结构的 Air@TiO,[s].上述材料虽然结构稳定，高温抗氧化 实现也增加了制备过程的难度和成本，因此尽可能 性能好，具有优良的吸波性能，但同样面临制备过程 采取少的步骤来实现多层核壳的制备也是研究者考 复杂、难度大、成本高等问题.针对Yolk-Shell结构 虑的问题 材料的制备工艺简化，Zhao等[s]合成了一种Ni@ (2)Yolk-Shell结构的吸波材料制备.Yolk- Void@SnO2(NiSn2)多层核壳复相吸波材料（如图6 Shell结构是核壳结构的特殊形式，在壳层之间增加 所示)，该材料的形成采用了电流置换效应和柯肯德 空气界面，是提升电磁波吸收能力的可行思路.一般 尔效应，实现了多层核壳结构的一步制备.Li山等ss] 的做法是利用SiO,作为中间模板，形成Core@Si0,@利用SiO,模板，在奥斯瓦尔德熟化作用下仅用两步就 Shell三层结构，随后利用碱液将SiO,除去，得到Core 合成了具有双层壳结构的Fe3O,@SnO2复合吸波材 @Air@Shell,例如Fe,0,@Air@Z0,和Fe,0,@ 料，上述例子对于工艺简化极具有借鉴意义. (a) (b) 200nm 200nm 200nm 200nm ●●“○O"O Ni Ni/SnO, Ni/SnO,(Ni Sn)Ni/SnO,(Ni Sn,)Ni/SnO,(Ni,Sn,) 图6Ni@Vaid@SnO2(Ni,Sn2)不同时间下的微观形貌及形成过程.(a)3h;(b)6h:(c)10h:(d)15h:(c)Ni@Void@sn02(Ni,Sn2) 形成过程示意图[5] Fig.6 TEM images of Ni@Void@Sn02(Ni,Sn2)at different hydrothermal time and the formation process:(a)3 h;(b)6h;(c)10h;(d)15 h;(e)schematic diagram of the formation process of Ni@Void@SnO2(NiaSn2)[54] (3)突破传统核壳结构框架，得到全新构型.BaT0,核壳结构均匀负载在还原氧化石墨烯的基 随着核壳结构发展，研究者总结了关于核壳结构 片上，在水热反应的高温强压下，片层状的氧化石 拥有优异吸波性能的原因，比如阻抗匹配、界面电 墨烯(G0)成功还原为还原氧化石墨烯(RG0),并 荷极化、空隙与界面散射，这与核壳的特殊结构有 有大量的Fe,O,@BaTiO,核壳粒子均匀负载其上， 极大的关系.通过核壳结构与其他结构复合，形成 因此其具有丰富的界面结构（合成路线如图7所 新结构，不仅能增强组分间的界面极化损耗，而且示).该材料通过磁损耗，介电损耗，极化弛豫和 能进一步加强吸波材料微观层面的反射效应，增 多重散射等多种损耗机制的叠加，在介质厚度仅 加电磁波损耗的途径.例如石墨烯与核壳结构粒 为1.5mm处，反射损耗便可达到-37dB,有效带 子相复合，Peng等6]采用两步水热法合成了 宽3.8GHz,该材料具有较大的吸波效率，可为吸 Fe3O,@BaTiO3/RG0吸波材料.大量的Fe3O,@ 波涂层减薄提供参考.黄 威等: 核壳结构复合吸波材料研究进展 比二元复合具有更好的性能,但是多层核壳结构的 实现也增加了制备过程的难度和成本,因此尽可能 采取少的步骤来实现多层核壳的制备也是研究者考 虑的问题. (2) Yolk鄄鄄 Shell 结构的吸波材料制备. Yolk鄄鄄 Shell 结构是核壳结构的特殊形式,在壳层之间增加 空气界面,是提升电磁波吸收能力的可行思路. 一般 的做法是利用 SiO2作为中间模板,形成 Core@ SiO2@ Shell 三层结构,随后利用碱液将 SiO2除去,得到 Core @ Air@ Shell,例如 Fe3O4 @ Air@ ZrO2 [52] 和 Fe3 O4 @ Air@ TiO2 [53] . 上述材料虽然结构稳定,高温抗氧化 性能好,具有优良的吸波性能,但同样面临制备过程 复杂、难度大、成本高等问题. 针对 Yolk鄄鄄 Shell 结构 材料的制备工艺简化,Zhao 等[54] 合成了一种 Ni@ Void@ SnO2 (Ni 3 Sn2 )多层核壳复相吸波材料(如图 6 所示),该材料的形成采用了电流置换效应和柯肯德 尔效应,实现了多层核壳结构的一步制备. Liu 等[55] 利用 SiO2模板,在奥斯瓦尔德熟化作用下仅用两步就 合成了具有双层壳结构的 Fe3O4 @ SnO2复合吸波材 料,上述例子对于工艺简化极具有借鉴意义. 图 6 Ni@ Void@ SnO2 (Ni3 Sn2 )不同时间下的微观形貌及形成过程. (a) 3 h; (b) 6 h; (c) 10 h; (d) 15 h; (e) Ni@ Void@ SnO2 (Ni3 Sn2 ) 形成过程示意图[54] Fig. 6 TEM images of Ni@ Void@ SnO2 (Ni3 Sn2 ) at different hydrothermal time and the formation process: (a) 3 h; (b) 6 h; (c) 10 h; (d) 15 h; (e) schematic diagram of the formation process of Ni@ Void@ SnO2 (Ni3 Sn2 ) [54] (3)突破传统核壳结构框架,得到全新构型. 随着核壳结构发展,研究者总结了关于核壳结构 拥有优异吸波性能的原因,比如阻抗匹配、界面电 荷极化、空隙与界面散射,这与核壳的特殊结构有 极大的关系. 通过核壳结构与其他结构复合,形成 新结构,不仅能增强组分间的界面极化损耗,而且 能进一步加强吸波材料微观层面的反射效应,增 加电磁波损耗的途径. 例如石墨烯与核壳结构粒 子相 复 合, Peng 等[56] 采 用 两 步 水 热 法 合 成 了 Fe3O4@ BaTiO3 / RGO 吸波材料. 大量的 Fe3 O4 @ BaTiO3核壳结构均匀负载在还原氧化石墨烯的基 片上,在水热反应的高温强压下,片层状的氧化石 墨烯(GO)成功还原为还原氧化石墨烯(RGO) ,并 有大量的 Fe3O4@ BaTiO3核壳粒子均匀负载其上, 因此其具有丰富的界面结构( 合成路线如图 7 所 示) . 该材料通过磁损耗,介电损耗,极化弛豫和 多重散射等多种损耗机制的叠加,在介质厚度仅 为 1郾 5 mm 处,反射损耗便可达到 - 37 dB,有效带 宽 3郾 8 GHz,该材料具有较大的吸波效率,可为吸 波涂层减薄提供参考. ·553·