共沉淀法制备花状NiCo2O4及其吸波性能的研究.pdf

通过共沉淀法制备花状NiCo,O.吸波材料，利用XRD、FT IR、BET、XPS和SEM等方式表征了样品成分及形貌特征，将不同燈烧温度（30 0、40 0、50 0、6 0 0、7 0 0)的产物利用失量网络分析仪通过同轴测试法模拟了不同厚度下的吸波性能。结果表明：40 0 烧样品在反射损耗值、吸收带宽以及样品厚度都表现出较好的性能，当厚度为1.5mm时，在14.32 CHz处吸波材料达到最大的吸收损耗值为-43.7 1dB，有效吸收带宽为4.48CHz（12.0 8 16.56 C H z），可以预见镍钻基吸波材料具有很大的潜力关键词花状NiCo,O4,共沉淀法，吸波材料，阻抗匹配，电磁参数中图分类号：TB34D01:10.12044/j.issn.1007-2330.2023.04.004Flower-like NiCo,O4 Fabricated by Co-precipitation Method With EnhancedMicrowave Absorption PerformanceLI KaiSHEN YongPAN HongXU LihuiNI Kai(School of Textiles and Fashion,Shanghai University of Engineering Science,Shanghai201620)AbstractIFlower-like NiCo,O4 wave absorbing material was prepared by the co-precipitation method.Thecomposition and structure of NiCo,O4 was characterized by XRD,FTIR,BET,XPS and SEM.The samples weresynthesized under various calcination temperature(300,400,500,600,700),a n d t h e w a v e-a b s o r b i n g p r o p e r t i e sof the samples were calculated depend on vector network analyzer(VNA)by coaxial method with different thickness.The results show the NiCo,O,calcinated at 400 C exhibits superior electromagnetic wave attenuation performance inreflection loss value,absorption bandwidth and thickness of sample.The effective absorption bandwidth of flower-like NiCo,04 is 4.48 GHz(12.0816.56 GHz)at the thickness of 1.5 mm.Moreover,The minimum reflection lossof flower-like NiCo,04 reach to-43.71 dB at the 14.32 GHz.Hence,it is evident that NiCo-based spinel oxidematerial is anticipated to possess a potential implication in the field of electromagnetic wave absorption.KeywordsIFlower-like NiCo,O4,Co-precipitation,Microwave absorbing materials,Impedance matching,Electromagnetic parameters0引言随着科学技术的发展，电子设备的大量使用带来了不可避免的电磁辐射现象，不仅会影响精密仪器的操作，而且会对人体健康产生危害1-3。因此,研发能够消耗电磁波能量并将其转化为其他形式能量的电磁吸波材料成为了现阶段研究热点近年来，制备“薄”“轻”“宽”型的吸波材料是目前的研究重点,其中报道最多的是铁氧体与碳材料,将介电损耗与磁损耗材料相结合可以达到最佳的阻抗匹配4鉴于铁氧体密度大、不耐腐蚀等缺点使其应用受到了一定的限制。然而，钻基尖晶石氧化物吸波材料5 因其密度较小、耐腐蚀、金属种类间的协同效应和较强的介电损耗能力而成为电磁波消耗的理想材料。LI等6 人报道了在2.5mm厚度下制备了吸收带宽为5.1CHz的卷心菜状ZnCo,O,吸波材料；WU等7 采用沉淀-水热法制备了海胆状与球状的NiCo,04,分别在1.8 8 mm和2.0 6mm时吸收带宽为5.8 4GHz和6.0 8 CHz。除上述钻基尖晶石氧化物外,NiCo,O,因其高偏振性和高损耗性以收稿日期：2 0 2 1-10-0 4；修回日期：2 0 2 3-0 8-2 0基金项目：国家自然科学基金资助项目（517 0 312 3）；上海市自然科学基金项目（2 1ZR1426200）；上海工程技术大学研究生科研创新项目（2 0 KY0905）第一作者简介：李凯，1995年出生，硕士研究生，主要从事电磁屏蔽及吸波材料方面的研究工作。E-mail:http:/2023年宇航材料工艺27第4期及大的形状各向异性而成为最具发展前景的电磁波吸收材料，传统的吸波材料基本都是通过高温的水热反应合成的8-10 ,水热法所需温度高、设备要求高、安全性差，低温共沉淀法则简单易行。本文通过较为温和的共沉淀法制备出花状结构的NiCo,O4,并探讨在不同的熳烧温度下这类镍钻双金属氧化物吸波材料的损耗机理。1实实验1.1原料六水合氯化镍(NiCl6H,O）六水合氯化钻(CoCl6H,O）、氯化铵（NHCI）、氢氧化钠（NaOH）、无水乙醇，本实验所用材料和试剂均为分析级，整个过程使用去离子水。1.2测试仪器矢量网络分析仪（VNA），N52 2 4A 型；X射线衍射仪（XRD），日本理学RigakuUltimaIV型，扫描角度1090；X射线光电子能谱仪（XPS），T h e r m o Sc i e n t i f i cK-Alpha型；扫描电子显微镜（SEM），Ze i s s M e r l i nCompact型；傅里叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）。1.3制备方式配制溶液A：称取1.8 mmoLNiCl6H,0和1.2mmoLCoCl6H,0溶于40 mL去离子水中，将其磁力搅拌30 min直至药品充分溶解备用；再配制溶液B：称取16mmoLNH,Cl和5.5mmoLNaOH溶于40 mL去离子水中，同样将其磁力搅拌30 min直至药品充分溶解备用；然后将溶液B缓慢加人溶液A中并不断进行磁力搅拌，使其混合均匀。再将其置于55烘箱中反应15h；反应结束后待其冷却至室温后收集沉淀物，分别用去离子水和乙醇进行多次清洗，最后放人真空烘箱中6 0 烘干，得到镍钻氢氧化物备用。将上述制备的镍钻氢氧化物在空气气氛中于适当温度（30 0、40 0、50 0、6 0 0、7 0 0)退火2 h，待冷却到室温后取出产物研磨备用2结果与讨论2.1NiCo,O,的结构分析2.1.1XRD分析用XRD图谱对镍钻双金属氧化物的晶体结构分析，如图1所示，40 0 熳烧下制备的镍钻双金属氧化物在26为18.91、31.15、36.7 0、38.40、44.6 2、55.44、59.0 9、6 4.98 处的衍射峰所对应的晶面分别为（111）（2 2 0）、（311）（2 2 2）、（40 0）、（42 2）、（511)和(440）,与NiCo,O,标准PDF卡片(JCPDSNO.20-0781)完全一致-12 。值得注意的是,随着温度的不断升高，各个衍射峰变得更加尖锐，说明产物的结晶度越高，同时在37.2 543.2 8 6 2.8 6、7 5.39和7 9.39处出现了其他微弱的衍射峰，且其随着温度的升高变得更加明显，这是由于NiCo,0.在6 0 0 时分解生成了NiO(JCPDSNo.71-1179)13,可能会导致缎烧温度对材料吸波性能产生较大影响。制备出的NiO/NiCo,O.复合材由于各个组分的比例不同，会形成较多的界面，从而增强界面极化效应衰减电磁波的能力(NiCo,0,JCPDSNO.20-0781(tt27001500740XY30071020304050607080902.A/图1不同烧温度下样品的XRD图谱Fig.1XRD patterns of samples calcined at different temperatures2.1.2红外分析用傅里叶变换红外吸收光谱仪分别对镍钻氢氧化物和40 0 缎烧产物镍钻氧化物进行表征，如图2 所示，可以看出镍钻氢氧化物中的348 9cm、16 11c m 分别为亲水性的O一H的伸缩振动和吸附的水分子的扭曲振动14,147 6 cm处的峰是0 H的变形振动,6 2 0 cml和52 5cm分别为Co一0 和Ni一O的金属氧化物振动峰12.15;镍钴氧化物在348 9cm处消失的一0 H峰是由于氢氧化物烧后变成了氧化物（NiCo,O.）,该结果与图1的XRD图谱结果一致。镍钻氧化物锦钻氨藏化物6355.35161/1476135085134896204000 350030002500200015001000500G/em-图2400缎烧前后的红外吸收峰Fig.2FTIR spectra before and after calcined at 400 2.1.3N,吸附与脱附等温曲线分析通过全自动比表面及孔隙度分析仪（BET），7 7 K 氮气吸脱附测定，将产物事先进行8 0 脱气2 h，经过测量后花状镍钻氢氧化物和镍钻氧化物的比表面积分别为33.137 m/g和58.97 3mg。图3是材料的吸附脱附等温线，由图可大致判断该吸脱附类型为型等温线，在相对压力P/P为0 0.1区间，曲线上升缓慢，在低压区的吸附量少，相对压力越高，吸附量越多，表现出有孔充填，并且出现滞后环16 ；根据BJH分析模型，从孔径分布图可大致判断出花状镍钻氢氧化物的孔径主要28分布在2 4nm，与烧后产物的孔径分布大致相同，但是孔径分布的范围略微变宽，可能是熳烧后花状结构中的狭缝稍微发生了变形，使孔径变大,孔径主要是因为各个花瓣之间存在各种尺寸的狭缝，以至于存在较大的比表面积，同时狭缝更有利于电磁波的不断反射和散射，由于较多的空气-吸波材料界面,更有利于界面极化，增强电磁波的损耗能力17 350-0.007一500-0.008-Ads0.006-Des300-0.005-4000.006250-0.004-0.004300-200-0.00.3-0.0020.002150-200-0.0010.000100-0.000-12345102050300100-Pore-Pianrter/nm123451020-4030050-PomDiameter/nn000.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0PP-I图3400燈烧前后等温N，吸脱附曲线及孔径分布图Fig.3N2 absorption-desorption isotherms and pore size distribution of products before and after calcined at 40o 2.1.4X射线衍射能谱分析最终合成的产物NiCo,O4中所含的元素及价态，如图4所示，(a)(b)015Ni2p（Co2p01C.1sOxyuenamay120010008006004002000545540535530525E/eVE/eV2P32Ni2p(d)2P3/2Co2p+32P/212+2sat+2+3+3+2890880870860850810805800795790785780775E/eVE/eV注：（a)XPS全图谱；(b)01ls光谱；（c)Ni2p光谱；(d)Co2p光谱。图4NiCo,O,样品的XPS图谱Fig.4The XPS spectrum of NiCo,O,sample由图4(a)可知，产物中含有O、Ni、Co 以及C元素（其中C元素为校准元素）。图4(b)中，Ni一0 振动峰的结合能为52 9.0 8 eV、C o 一0 振动峰的结合能为530.78eV；另一种则是氧空位的振动峰，其结合能为532.7 8 eV。氧空位会导致NiCo,0.吸波材料中的电荷分布不均匀，在交变电磁场作用下充当极化中心，易于引起取向极化弛豫，从而增强了偶极极化效应7 13.18。此外，由于吸波材料的分级纳米结构和粗糙表面，在吸波材料上产生了更多的界面极化效应，易于电磁波的损耗。图4（c）中在8 55.18 eV和宇航材料工艺http:/2023年第4期2023年http:/宇航材料工艺29第4期872.58eV的振动峰分别由Ni元素的Ni2pa2和Ni2pua产生的，其中自旋分离能为17.4eV,并且Ni2p3/2和Ni2pi/z都由两个分峰组成，分别是Ni2（8 53.48 e V和8 7 1.18 eV)和Ni3+(855.28eV和8 7 2.8 8 eV)的峰，还有三个卫星峰（标记为sat)。图4(d)中在7 7 9.0 8eV和7 94.2 8 eV的振动峰分别由Co元素的Co2ps/z和Co2piz产生的，其中自旋分离能为15.2 eV,并且Co2p3/2和Co2p1vz2都由两个分峰组成，分别是Co2+(780.38eV和7 9 5.6 8 eV）和Co3+（7 7 8.9 8 e V 和793.98eV)的峰,还有三个卫星峰(标记为sat)192.2形貌分析利用扫描电子显微镜对样品的微观形貌进行表征，说明了该微球特殊的3D花朵状层次结构，由大量几乎垂直于球形表面的纳米片组成，纳米片像花瓣一样相互连接、交错，每个花瓣的表面都非常光滑。图5(a)为镍钻氢氧化物的SEM,直径大约2 m，从边上残存的碎片可以大致推断出此花状结构是通过片状堆积而成的；图5(b)是局部放大图，可以看到组成花状结构的片状花瓣的表面是较为光滑的2 0 ；图5（c)为40 0 熳烧产物的SEM,和熳烧前的产物进行对比,其形状基本没有受到影响；图5（d)是其局部放大图，片状花瓣表面不再像熳烧前一样光滑，在其表面具有较多的细小微孔（如图中标出之处），这些小孔是由于熳烧的过程中会有一些气体排出而形成的，由于这些花瓣上布满了很多气孔，使得NiCo,O,的比表面积增大，更有利于电磁波的多次反射和散射，从而使电磁波能够得到较好的吸收与损耗。(a)(b5um2umC4um1um注：(a)镍钻氢氧化物；(b)镍钴氢氧化物的局部放大图；(c)镍钴氧化物（40 0)；（d)镍钴氧化物（40 0)的局部放大图。图5NiCo,O,样品的扫描电镜图（SEM）Fig.5SEM diagram of NiCo,O,sample2.3吸波性能的分析吸波材料性能的好坏不仅在于材料要具有一定的强度和较小的密度，最主要的是具有较好的吸波性能，利用反射损耗（RL)来评价吸波材料的吸收能力，根据传输线理论，利用复介电常数和复磁导率来计算反射损耗值，通过此方法模拟计算出的结果与雷达吸波材料反射率测试方法定义的背衬金属板的模型原理是一致的。计算公式如下2 1-2 Zin-ZoRL(dB)=20lg(1)Z.+Z。2元fdZin(2)alnhC式中，Z.和Z.分别为吸波材料的标准输人阻抗和自由空间的阻抗;c,代表相对复介电常数;u,代表相对复磁导率；f是射电磁波的频率；d是吸波材料的厚度；c是光速。一般认为当RL小于-10 dB时，该吸波材料就可以消耗90%的入射电磁波，反射损耗低于-10 dB的范围就是有效吸收带宽记为f.，图6 展现了NiCo,O.吸波材料在不同熳烧温度下（由于7 0 0 产物基本没效果所以只讨论30 0、40 0、50 0、6 0 0)模拟不同厚度时的RL值，使用矢量网络分析仪通过同轴测试法在2 18 GHz内测试。从图6(a)-(c)可以看出在10 GHz左右厚度为2.5mm时达到最大的反射损耗值-33.46 dB，在厚度为2.0mm时f.为4.6 2 GHz(11.2015.84GHz);图6(d)-(f)看出在14CHz左右厚度为1.5mm时出现最大反射损耗值为-43.7 1dB,f.为4.48 GHz（12.0 8 16.56 G H z）)；图6(g）-(i)看出在9CHz左右厚度为2.5mm时出现最大的反射损耗值-41.2 1dB，然而在2.0 mm处的f.仅为3.6GHz（10.7 2 14.32 G H z），略低于30 0 和40 0 的f；当熳烧温度达到6 0 0 时，其吸波效果则发生了大幅度的降低，如图6(j)-(1)所示，在18 GHz且厚度为5.5mm时才出现最大的反射损耗值仅为-12 dB，不仅最大反射损耗值较小而且并未出现有效的吸收带宽，可能是由于熳烧温度太高，使得NiCo,04在6 0 0 下发生了一定的热分解生成了NiO,从而影响到了该材料的介电性能和磁性能,进一步导致吸波性能发生了变化3。为了进一步探讨烧温度对吸波材料损耗电磁波的机理影响，计算了复介电常数（s,=8-js）、复磁导率（,=u-ju)以及损耗正切角（tano,=s/s,tan=uu），相关图像如图7 所示复介电常数和复磁导率的实部与虚部分别反映了材料对电磁波的存储能力和消耗能力。图7（a）、（b）分别是缎烧温度为30 0、40 0、50 0 和6 0 0 的NiCo,O.材料的介电常数的实部与虚部随频率的变化曲线。6 0 0 样品的实部较小，几乎不随着频率的变化而发生变化，其余三个样品的8 值都随频率的增加而减小，并具有一定的波动，呈现典型的频散特性，这可能与电偶极子的取向极化滞后于电场周期变化有关2 3-2 5。同时由于花状吸波材料结构中存在较多的界面（空气-吸波材料、石蜡与空气、石蜡与吸波材料），电荷可以在具有不同介电性质的介质之间2023年http:/第4期宇航材料工艺30(a)0(h)354-10-6-10-10-8-134-201.0AP/1-20-12-17tuuu/-02.0-20-17-302.5-301-2.333427-215-40-30-40-4.5-342-255.04-295.56-508246F810121416CHz1018121416一-34f7CHz18124 681012141618(d)()fICHz0()（）0154-5-10-9-10-13-111.0-18420-16aP/T1.520222.026=-222.5-30-313-30-35-27-39-40-40-44-3.34.525.046810-385.5-50246810121416 18H12141618d/mm-44fIGHz.24681012141618fICHz0(i)5-3-4-10-10-7-11-9-20-16420-15201.0-30uu/p2420-2029-403-303.3-25-5037414.5-.31402-40468104-3612368101214142d/mm2416181641f7Hz1824681012141618(k)fICHz0()02一1-212-4-4-3-34-66-4-6uu/p08-76-88-10-10-7-12-10+-11-1412-94522-1245681012-10324681012 14161817CHz1416d/mn-12181f7C.Hz.24681012141618fICHz注：（1)（a）-（c)是30 0 烧样品的不同表征方式的反射损耗图；(d)-(f)是40 0 殿烧样品的不同表征方式的反射损耗图；（g）-(i)是500熳烧样品的不同表征方式的反射损耗图：(j)-(1)是6 0 0 熳烧样品的不同表征方式的反射损耗图。图66不同厚度下的NiCo,O.样品反射损耗值Fig.6RL values of NiCo,O,sample underdifferent thickness的界面上积累，在交替的电磁场环境中，这些电荷会产生类似德拜的界面极化弛豫过程2 6 。NiCo,O,材料中的氧空位和晶格缺陷处的电子，会随着外界电磁场的变化，发生一定的偏转与移动形成偶极子极化现象。从图7(b)中可以看出，随着频率的升高 表现出较为复杂的松弛峰，这说明存在多重德拜介质弛豫过程2 3，从图中可以观察出30 0、40 0 和50 0 的1s明显高于6 0 0 的样品，因为s=式中p2Tp80f是吸波材料的电阻率，所以随着吸波材料的电导率的降低，则导致 的降低，可能是殿烧温度太高导致NiCo,O.分解出了NiO，由于NiO的存在影响了吸波材料的导电性，从而进一步影响到了 值6 。图7（e)展现了tano随频率的变化曲线，从图中可以看出tan和 具有相似的变化趋势，在高频处还出现共2023年http:/第4期宇航材料工艺31(h)8(a)160-3000-300-040070400C一50 0 14-0500C6-0-6000-600C125410382642468101214161824681012141618/GHzf/CHz-0-3000-300C-4000.6-0-400-500C-0-500-6000.406000C1.2-0.21.00.0-0.8-0.20.6-0.4-0.42468101214161824681012141618f/GHzf7CHz0.90-3000.60-3000400400C0.8-500-500C0.4-0.70-600060000.6-0.20.5-0.0-0.40.3-0.20.2-0.1-0.4-2468101214161824681012141618f/CHzfICHz注：(a)复介电常数的实部；(b)复介电常数的虚部；（c)复磁导率的实部；(d)复磁导率的虚部；(e)介电损耗正切值；(f)磁损耗正切值图7 NiCo,O，样品的复介电常数、复磁导率以及损耗正切角Fig.7The complex dielectric constant,complex magnetic permeability,and loss tangent angle of the NiCo,O,sample振峰可能是因为极化弛豫现象引起的介电损耗，并且50 0 和30 0 有较高的tan8值，整体上tano。大于tanou，说明该样品主要以介电损耗为主。但是单纯的高介电性并不一定拥有较好的微波吸收能力，根据传输线理论中的阻抗匹配机理分析，需要介电性与磁导性达到一定的匹配值，从而使电磁波尽可能多地人射到材料的内部，才有利于电磁波的损耗 2 7-2 9 。图7(c）、（d)描述了不同材料的复磁导率随频率的变化趋势，在低频处5CHz左右出现共振峰，一般认为是自然共振峰，在高频处出现的峰是交换共振峰30 当复磁导率随着频率变化较为复杂时（出现比较杂乱的小峰），这可能与丰富的表面效应、尺寸效应和共振有关31；在高频处，每个样品的和tang图7(f)都出现了不同程度的负值，出现这样奇怪的现象一般视为磁能的辐射，根据麦克斯韦方程，电荷在具有良好导电性的材料中运动时，在外加电磁场的作用下会产生一个交变电场，交变电场产生内32部磁场，并依次释放一定的磁能，即为涡流损耗，NiCo,O.吸波材料具有较弱的磁性能，在高频范围内固有的磁损耗无法抵消磁能量的辐射，从而导致复磁导率的虚部和磁损耗正切值为负值32 NiCo,O.材料主要是以介电损耗为主的，典型的介电损耗主要分为电导损耗和极化弛豫损耗，NiCo,O4样品中存在大量的氧空位和晶格缺陷，在改变电磁场的情况下，以此作为交变电磁场下的极化中心，诱导取向极化弛豫，从而增强偶极极化效应；此外由于吸波材料的纳米分层结构以及片状堆积的花状结构等都增强了材料的界面效应，根据Debye理论可以通过Cole-Cole半圆来进一步判断，表达如式（3)2 6 ：228,+8+（(3)22式中，8 为静态介电常数；8 为高频极限下的介电常数。如图8 所示的Cole-Cole图显示，能够观察出很多无序的半圆，说明其存在各种界面极化弛豫损耗，更进一步说明本文吸波材料的介电损耗是以极化弛豫损耗为主的。基于前面的分析，涡流损耗也是磁损耗的一种，为了进一步探讨材料的涡流损耗机理，可以通过式(4)来判断32 :Ca=u(u)f-1=2modg(4)式中，f是人射电磁波的频率；.是真空磁导率；是电导率。如图9可以大致判断出在低频处存在振动峰，一般是由于自然振动引起的，而当频率高于6GHz时，只有30 0 和50 0 出现较小的波动，但基本都处于一个常数，说明其存在涡流损耗，可以推出自然共振和涡流损耗共同组成了材料的磁损耗(a)5.4-300(b)5.4-5.1-5.1-4.84.84.5-4.5C4.2-4.2-3.93.9-3.63.678910111213141112131415168(c)8.0(d)1.8-50060077.51.6-7.01.4-6.51.2-6.0-1.0-5.55.0-0.84.50.64.00.43.5891011121314154.44.64.85.05.25.45.65.888图8300600样品的Cole-Cole半圆图Fig.8The Cole-Cole semicircles of 300-600 C samples0.15-3000.10-40000-5000.05-6000.00-)-0.05-0.10-0.15-0.2024681012141618fIGHz图9不同频率的C.值Fig.Frequency dependence of Co values除了之前提及的各种因素会影响到材料的吸波性能外，阻抗匹配和衰减常数也是至关重要的，理想的吸波材料就是要达到阻抗匹配，使电磁波尽可能多地进人到材料内部而不发生反射，其次就需要较高的衰减常数，能够将人射到材料内部的电磁波充分衰减。满足以上几点要求才能达到最佳的吸收效果。利用以下公式计算13：ZiZ(5)Z。Cs-ua)(ue-uc)(ue+u)(6)宇航材料工艺http:/2023年第4期2023年http:/第4期33宇航材料工艺式中，Z是阻抗匹配值，当Z=1时具有最佳的匹配效果，这时吸波材料处于零反射的理想状态，是衰减常数，c是光速，f是人射波的频率。同时还可以通过入/4理论来进一步研究吸波材料的厚度和最大屏蔽效能值之间的关系，当达到最大屏蔽效能时，吸波材料的厚度与频率之间有如下关系6 ：nc(n=1,3,5.)(7)m4fm8.式中，tmV.是吸波材料的厚度和对应于最大屏蔽效能值时的频率。本文选用40 0 熳烧样品的吸波数据来进行研究，见图10，可以观察到这些数据的位置正好在入/4附近，说明匹配厚度与峰值频率之间的关系可以满足入/4匹配模型，随着吸波材料厚度的增加，RL值向低频处移动；当厚度为1.5mm吸波效果达到最大值时，刚好对应的阻抗匹配值为1，更进一步地证明了花状NiCo,O,吸波材料是符合传输线理论中的阻抗匹配效应，通过图像可以大致看出，不同厚度出现最大值时的阻抗匹配值都靠近1，不排除有的情况阻抗匹配值为1时，RL值却不是最大的。图11则同时列出了40 0 样品1.5mm时的RL、和Z,当Z为1时，出现两个点A和B，但是RLm却出现在了B点而不是A点处，这是由于A点处对应的值较B点对应的值小,所以最终得到B点的RL较大。结果表明，具有较好的Z以及较高的，这样才能获得较好的RL6根据以上的分析，花状NiCo,O4具有较好的吸波性能。当电磁波入射到具有较好阻抗匹配的吸波材料表面时，大部分的电磁波都会进入到材料内部而不会发生反射。当电磁波人射到花状NiCo,O4内部时，则会发生多种损耗机理如图12 所示。首先，由于特殊的花状结构会导致电磁波发生多次的反射和散射损耗，同时四分之一波长的干扰还会导致不同界面反射的电磁波互相抵消，有利于提高衰减性能；其次，花状结构的NiCo,O.吸波材料中含有丰富的氧空位和官能团会导致电荷的分布不均，电磁场的存在则会诱导相应的偶极子极化过程；此外,NiCo,O,吸波材料是由大量纳米颗粒组成的片状堆积成花状的结构，具有丰富的比表面积，因此存在大量的界面体系，从而增强了材料的界面极化弛豫现象；最后，由于材料的铁磁性能，包括涡流损耗、自然共振和交换共振在内的磁损耗则会进一步导致人射电磁波的损耗。-1020aP/TY1.0152.0-302.5-3.04.04.5-405.0-508入/47654-3211.61.41.21.0N0.80.60.40.20.024681012141618fCHz图10400的反射损耗图、入/4匹配模型和阻抗匹配ZFig.10The RL,the simulations of the absorber thickness under X/4conditions and the impedance matching characteristic for 400 00-RL(1.5mm)-10-Z(1.5mm)[phone]+0-5024681012141618f/CHz图11400样品在1.5mm下的RL、Z和Fig.11The RL,Z and values of 400 s a m p l e s u n d e r 1.5 m m第4期34InterfacialpolarizationDipoiesDipolepolarizationlectronInterfacesOxygenatomFlower-likeNiCo204OOxygen vacancyMagneticlossNiCOmagnificationMultiplereflectionEddycurrentNaturalresonanceEnergydissipationFichangeresonance图12花状NiCo,O.吸波材料损耗电磁波的机理Fig.12The EM wave absorption mechanisms of the flower-like NiCo,O,absorber3结论吸波材料的阻抗匹配是影响电磁波耗散的重要因素，需要说明的是，吸收效率的实际差距并不像反射损耗值的差距那么大，因为-2 0 dB意味着吸收效率为99.0%，-40 dB等于吸收效率为99.99%，实际上，对人射电磁波有效吸收通常定义为-10 dB（吸收效率为90.0%），然而达到-10 dB的吸收带宽是重要的评价指标。制备具有较大吸收带宽的材料依旧存在挑战：（1)鉴于吸收效率与反射损耗值之间的不对等差距，制备具有较宽吸收带宽的吸波材料成为目前的研究重点，而不是一味地追求最大反射损耗值，同时也需要完善一下吸波效果的评判标准。(2)本工作制备的花状结构NiCo,O4具有丰富的比表面积，有利于电磁波的反射和散射，使得增大材料的比表面积将是以后研究吸波材料发展的重点之一。(3)本研究只是单一的NiCo,O4吸波材料，具有较高的介电常数，但磁导率较低不利于达到最佳的阻抗匹配效果，并且由于单一材料的物理属性其吸收带宽不会太大，所以在未来的研究中复合磁性较强的材料，互相匹配平衡，达到最佳的阻抗匹配，从而促进电磁波的损耗。(4)本工作利用温和的共沉淀法制备NiCo,4,工艺操作简单，有利于工厂化生产，为以后的大量推广做准备参考文献1 HU J,SHEN Y,XU L,et 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