本研究通過模板法制備了不同濃度的還原氧化石墨烯(rGO)的開孔鋁-還原氧化石墨烯復(fù)合材料(Al-rGO)泡沫，并研究了泡沫的電、機(jī)械和電磁屏蔽性能。網(wǎng)狀A(yù)l-rGO泡沫允許電磁波(EMW)進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部并產(chǎn)生多重散射，從而提高了材料的吸波能力。將rGO添加到開孔泡沫鋁(OCAF)中可以增強(qiáng)其屏蔽性能，特別是吸收分量。頻率為8.4GHz時，Al-rGO3泡沫對電磁干擾的總屏蔽率為~62 dB其中61.34 dB(占總屏蔽量的99%)是吸收分量。在rGO含量為1.5 wt%時，Al-rGO泡沫的最大抗壓強(qiáng)度為2.96 MPa, EMI屏蔽率為~62 dB，盡管電導(dǎo)率隨著rGO含量的降低而降低。這可能是由于EMW在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的多重散射程度更大，并且在rGO-Al界面上的能量損失不同。這項工作為在國防和航空航天領(lǐng)域使用具有良好機(jī)械穩(wěn)定性的輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行高EMW吸收應(yīng)用提供了一種新的途徑。
圖1. GO和Al-rGO復(fù)合泡沫的制備過程示意圖。
圖2. (a, b)GO的TEM,HR-TEM圖像，(c)GO的SAED圖像，(d, e)rGO的HRTEM圖像，(f)圖像的SAED圖像，(g) OCAF的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，(h) OCAF支架處的粗糙度，(i)支架內(nèi)部的微孔隙度，(j-1)Al-rGO3的微觀結(jié)構(gòu)，(m- o)Al-rGO4的微觀結(jié)構(gòu)。
圖3. (a) GO/rGO的XRD譜圖，(b) GO/rGO的拉曼光譜，(c) Al-rGO泡沫的XRD譜圖，(d) Al-rGO泡沫的拉曼光譜，(e-f) Al-rGO3泡沫和(g-h) Al-rGO4泡沫的拉曼映射圖譜，(i-l) Al-rGO3泡沫的高分辨率XPS譜圖。
圖4. (a) EIS譜，(b) OCAFs電導(dǎo)率，(c)壓縮應(yīng)力-應(yīng)變圖，(d)平臺應(yīng)力和能量吸收。
圖5. (a)總EMI SE (SE
T)， (b)吸收屏蔽效能(SE
A)， (c)反射屏蔽效能(SE
R)， (d)反射系數(shù)，(e)透射系數(shù)，(f)吸收系數(shù)，(g)不同Al-rGO泡沫的SE
T、SE
A和SE
R的比較，(h)絕對比屏蔽效能(SSE
t)， (i) Al-rGO泡沫的趨膚深度。
圖6. Al-rGO復(fù)合材料泡沫的屏蔽機(jī)理示意圖。
相關(guān)研究成果由博帕爾合金復(fù)合材料和蜂窩材料、科學(xué)與工業(yè)研究委員會-先進(jìn)材料與工藝研究所Ashutosh Pandey、臺灣中正大學(xué)高科技創(chuàng)新制造高級研究所Ashutosh Pandey等人于2023年發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.172065)上。原文：Synergetic effect of reduced graphene oxide and reticulated open-cell aluminum hybrid composite foam for high-performance electromagnetic wave absorption
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
