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基于MOPSO的石墨烯/磁性粒子混合填充多层吸波材料优化设计

2021-03-29赵雨辰郑家欢刘江凡宋忠国席晓莉

西安理工大学学报 2021年4期
关键词:优化设计

赵雨辰, 郑家欢, 刘江凡, 宋忠国, 席晓莉

(西安理工大学 自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048)

随着各种现代无线电子设备的普及,电磁干扰(EMI)这一无形的污染因素已经越来越被人们所重视[1]。在诸多抑制EMI的技术中,吸波材料作为一种能吸收有害电磁能量的手段,为各类设备的正常工作甚至是人们的健康提供了有效的保护[2]。

近几年,为了获得更好的吸波性能,各国的研究人员都在致力于新型纳米结构性复合吸波材料的研发,通过更精巧的微观设计,来促进电磁波与其内部复杂微观结构的相互作用。其中,填充以石墨烯为代表的各类碳质结构型纳米填料的高分子聚合物复合材料,由于其轻质、高损耗、耐腐蚀性强等优点,已经被证明是一种极具竞争力的新型吸波材料[3]。尽管如此,单独使用碳质填料仍然存在一个显著的缺点,即会导致整个体系缺乏足够的磁损耗,这也反过来限制了碳质填料自身潜力的充分发挥。针对这一问题,人们采用了碳质纳米填料与磁性纳米颗粒相结合的混合填充方式。例如,Qing等[4]将石墨烯纳米片(GNS)与片状羰基铁颗粒(FCI)均匀分散到环氧树脂基体之中,制备出的混合填充吸波材料仅需要0.9 mm的厚度即可实现5.4~18 GHz频段内对垂直入射电磁波超过6 dB的衰减。不过值得注意的是,这一效果的达成需要较高的磁性粒子填充量,具体来说已经达到了70wt%。为此,需要进一步结合材料的宏观结构设计来降低对于填充量的需求。……

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