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文档简介

气凝胶是一类具有超低密度，高孔隙率，高比表面积等特点的多孔材料，可使电磁波在其内部达到多重反射耗散，有效地增强电磁屏蔽性能。芳纶气凝胶是由芳纶纳米纤维（ANFs）制备而来，具有优异力学性能和极强的环境稳定性，是一种性能优异的基体材料，但其本身不导电，电磁屏蔽性能差，因而，如何赋予芳纶气凝胶良好的电磁屏蔽性能具有重要意义。本研究首先通过化学水热还原法制备了RGO，同时采用去质子化法制备了ANFs，并以ANFs为基体，以较少的RGO添加量（最大为25%），结合ANFs优异的力学性能和RGO优异的电学性能，采用冷冻干燥法成功制备了低RGO添加量的RGO/ANFs复合气凝胶。分别采用SEM、TEM、四探针测试仪、伺服材料多功能高低温控制试验机和矢量网络分析仪系统地研究了不同RGO添加量对RGO/ANFs复合气凝胶的微观形貌、导电性能、压缩应力和电磁屏蔽性能的影响。摘要：通过化学水热还原法制备了还原氧化石墨烯（RGO），将其引入到去质子化法制备的芳纶纳米纤维（ANFs）基体中，采用冷冻干燥法制备了可压缩回弹、高效电磁屏蔽性能的RGO/ANFs复合气凝胶。采用SEM、TEM、四探针测试仪、伺服材料多功能高低温控制试验机和矢量网络分析仪考察了不同RGO添加量对RGO/ANFs复合气凝胶的微观形貌、导电性能、力学性能和电磁屏蔽性能的影响。结果表明，当RGO添加量为25%（以ANFs质量为基准，下同）时，制备的复合气凝胶的电导率达到23.62S/cm，总电磁屏蔽损耗达到25.70dB，压缩应变为0.7时，压缩应力可达100kPa。RGO/ANFs复合气凝胶自身的多孔结构与RGO良好的导电性能共同赋予其优异的电磁屏蔽性能。结论通过化学水热还原法得到了RGO，采用去质子化法制备了ANFs，并以具有较高力学性能的ANFs为基体，引入电学性能较强的RGO，通过冷冻干燥法成功地制备了一种具有较高电磁屏蔽性能、较高压缩应力的超轻RGO/ANFs复合气凝胶。研究表明，随着RGO添加量的增加，复合气凝胶电导率与电磁屏蔽性能显著增强。当RGO添加量为25%时，复合气凝胶电导率高达23.62S/cm，在X波段（8.2~12.4GHz）总电磁屏蔽损耗达到25.70dB，复合气凝胶压缩应变为0.7时，压缩应力可达100kPa且密度仅为0.

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