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FeCoNi嵌入中空碳微笼的限域扩散工程:海洋环境中可控电磁波吸收与抗腐蚀聚偏氟乙烯复合材料研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月25日 来源:Small 12.1
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为解决中空磁-介电复合材料制备难题并实现C~Ku波段电磁波(EM)吸收性能调控,研究人员开发了基于柯肯达尔效应(Kirkendall effect)的限域扩散策略,成功制备FeCoNi@NCMs-CxTy微笼。通过调控ZIF-67中Ni2+/Fe3+蚀刻实现磁性响应可调,获得RLmin达-52.8 dB、EAB达4.88 GHz的优异性能,并构建具有海洋抗腐蚀特性的PVDF复合材料,为高性能电磁吸收材料开发提供新思路。
通过创新的限域扩散工程策略,磁性纳米颗粒(FeCoNi)在柯肯达尔效应驱动下发生合金化迁移,形成独特的核壳结构磁纳米颗粒@石墨碳异质结(FeCoNi@graphitic carbon)。研究团队巧妙调控沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-67)中Ni2+和Fe3+的蚀刻程度,实现对材料金属含量的精准控制,从而获得可定制的磁响应特性。
这种中空FeCoNi@NCMs-CxTy微笼在C~Ku波段展现出卓越的电磁波调控能力:最小反射损耗(RLmin)最低可达-52.8 dB,有效吸收带宽(EAB)从C波段的1.63 GHz显著扩展至X~Ku波段的4.88 GHz。更令人振奋的是,采用单层膜介导的微尺度加工技术,成功将材料与聚偏氟乙烯(PVDF)复合,所得材料在严苛海洋环境中仍保持优异的抗腐蚀性能。
这项研究不仅为高性能电磁波吸收材料的可控构筑开辟了新途径,更通过巧妙的材料工程设计,实现了从基础性能优化到实际应用场景拓展的重大突破,在海洋装备隐身防护等领域展现出广阔应用前景。
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