전자레인지

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 4385(2022) 이 기사 인용

1972년 액세스

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측정항목 세부정보

최근 실리콘 고무를 기반으로 한 유연한 마이크로파 흡수 복합재의 응용 및 개발이 점차 연구의 핫스팟이 되었습니다. 본 연구에서는 기계적 혼합을 통해 메틸 비닐 페닐 실리콘 고무(MPVQ)/카르보닐 철 입자(CIP)/그래핀(GR) 복합재를 제조하고 열 노화 온도가 복합재의 마이크로파 흡수 특성에 미치는 영향을 조사했습니다. . 마이크로파 흡수 거동에 대한 열 노화 온도의 영향 메커니즘이 확인되었습니다. 결과는 노화되지 않은 복합재가 최소 반사 손실(RLmin)이 -87.73dB, 최저 두께가 1.46mm, 유효 흡수 대역폭(EAB, RL < - 10dB)이 5.8GHz에 달하는 우수한 마이크로파 흡수 특성을 가짐을 보여줍니다. (9.9~15.7GHz). 240°C에서 24시간 동안 에이징하면 5.48GHz 주파수에서 RLmin은 2.55mm 두께에서 -45.55dB이고 EAB 값은 2GHz(4.6~6.6GHz 범위)에 이릅니다. 열 노화 공정에서 가교 밀도가 5.88 x 10-5 mol g-1(비노화)에서 4.69 x 10-4 mol g-1(240°C에서 노화)로 증가하면서 MPVQ에서 가교 반응이 발생합니다. 동시에 복합재의 열적 분해로 인해 고무 농도가 감소합니다. 또한, 소량의 CIP가 Fe3O4로 산화되고 나머지 CIP가 응집되어 더 많은 전기 전도성 경로를 생성합니다. 결과적으로, 복합재의 유전 손실이 크게 개선되어 임피던스 매칭이 불량해집니다. 복합재의 마이크로파 흡수 특성은 열 노화 온도가 200°C에서 240°C로 증가함에 따라 점차 감소합니다.

최근 전자통신 산업의 발전과 함께 전자파 오염 문제가 점점 더 심각해지고 있으며 이는 인간의 건강, 정보 안전 및 생태 환경에 유해합니다1,2,3,4,5. 따라서 강력한 흡수 능력을 갖춘 얇고 광대역이며 저렴한 마이크로파 흡수 재료를 생산하기 위한 연구 개발이 이 산업의 주요 목표입니다6,7,8. 사용 가능한 마이크로파 흡수 재료 중 고무 매트릭스를 기반으로 하는 일부 재료는 우수한 마이크로파 흡수 특성뿐만 아니라 기계적 및 가공 성능도 우수하여 상당한 주목을 받고 있습니다9,10. 대부분의 고무는 전자기파에 투명하여 마이크로파 흡수 특성에 약간의 영향을 미칩니다. 고성능 고무 기반 흡수재를 제조하려면 고무 매트릭스에 유전체 재료(흑연, 그래핀, 탄소나노튜브 등)와 CIP, FeSiAl, 페라이트 등의 자성 재료와 같은 일부 파동 흡수 충전재가 필수적입니다. 11,12,13에. 예를 들어, Xun 등은 -37.5dB의 최소 반사 손실(RLmin)로 우수한 마이크로파 흡수 성능을 나타내는 카르보닐 철 분말(CIP)/다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)/실리콘 고무(VMQ) 복합재를 준비했습니다. 3.7GHz의 유효 흡수 대역폭(EAB). CIP/폴리우레탄(PU)/그래핀(GR) 복합재는 Duan et al.15에 의해 제조되었으며 유전체/자기 복합재의 시너지 효과가 전자기파 감쇠를 향상시킬 수 있음을 입증했습니다. 그러나 일부 고무의 열분해 또는 과도한 가교가 고온에서 발생하면 고무 매트릭스의 마이크로파 흡수 충전제의 농도와 분포가 다양해지고 재료의 마이크로파 흡수 특성에 추가로 영향을 미칩니다. 또한 고무 매트릭스의 분자 구조가 파괴되면 마이크로파 흡수 충전재의 보호가 저하되어 충전재가 고온 산화됩니다16. 예를 들어, Zhang 등17은 CIP/VMQ 복합재의 마이크로파 흡수 특성에 대한 열 노화 시간의 영향을 보고했습니다. 200°C에서 12일 동안 노화한 후 복합재의 RLmin은 -33.7에서 -18.8dB로 변경되었고 EAB는 1.76에서 1.02GHz로 감소했습니다. 이는 매트릭스인 실리콘 고무의 열 노화 저항이 다음과 같아야 함을 나타냅니다. 마이크로파 흡수제로 CIP만 사용하는 것은 더욱 개선되었지만 복잡한 비유전율과 투자율의 균형을 맞추는 데 단점이 있습니다. 특히, 상대적으로 낮은 밀도와 높은 전기 전도성을 갖는 CIP와 GR의 하이브리드는 복합재의 임피던스 매칭 및 마이크로파 흡수 성능을 향상시키는 데 유용합니다.