随着电磁防护材料的多功能化和服役环境的极端化,先进陶瓷吸波材料需兼具轻量化、宽频化、柔韧化以及耐温隔热等多种优异特性。聚合物转化陶瓷制备的SiOC陶瓷在极端环境中表现出优异的机械性能和耐高温性能,同时具有低密度、高强度和低成本等特性,在热防护和电磁防护方面有很大的应用潜力。但是由单一前驱体聚合物衍生的SiOC陶瓷具有低的介电性能和较大脆性,限制了其进一步应用。王丽熙教授团队基于静电纺丝工艺,采用陶瓷纤维纳米化和多相复合策略,大大提高了SiOC陶瓷材料的柔韧性和吸波性能。
该论文中采用简单可控的混合溶液静电纺丝结合高温热处理工艺成功制备了Co和TiO2修饰的SiOC复合(CTS)纳米纤维。由于静电纺丝提供的优异的三维连续网络结构和复合相在纤维内的均匀分布,CTS复合纳米纤维表现出出色的隔热性(导热系数小于0.0404 Wm-1K-1)、优异的柔韧性(经过1500次的180°弯曲循环后电阻变化小于4%)和压缩回弹性(在应变为60%条件下经过500次压缩循环后残余应变小于12%)。在2~18 GHz波段内,纤维吸波相含量仅为5wt%的CTS-800样品可实现8.64GHz(9.36~18.00GHz)的有效吸收带宽以及-66.00dB的最低反射率(RLmin)。这种多功能CTS纳米纤维材料的成功制备,为热&电磁兼容防护材料的开发提供了广阔的前景。
论文第一作者为王丽熙教授团队的潘灵昊硕士,论文题目为“FlexibleandresilientCo/TiO2/SiOCnanofibersviaelectrospinning:towardsthermal and electromagnetic waveprotection”,发表于期刊《Journal of Advanced Ceramics》(DOI:https://doi.org/10.26599/JAC.2024.9220968;IF=18.6)上,论文的通讯作者为南京工业大学材料与科学工程学院的侯翼教授与王丽熙教授。
论文链接:https://www.sciopen.com/article/10.26599/JAC.2024.9220968
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