DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.129670

本研究结合静电纺丝和高温碳化工艺制备了一维PAN基碳纳米纤维。制备的PAN基纳米纤维具有高纵横比的特点。通过控制碳化温度来调节其微波吸收性能。碳化温度影响石墨化程度，石墨化程度直接影响介电损耗，并进一步提高了PAN基碳纳米纤维的微波吸收性能。经800℃碳化后，PAN基碳纤维的最大反射损耗（RLmin）和有效吸收带宽（EAB）均得以优化。含有10wt%填料的PAN基碳纤维/石蜡复合材料表现出优异的吸收性能，在2.2mm下的最大反射损耗为-12.75dB，有效吸收带宽为4.88GHz（13.12-18GHz），基本覆盖了Ku频段（12.88-17.88GHz）。当吸收体厚度为2.4mm时，14.4GHz下的反射损耗为-11.39dB，最大有效吸收带宽为5.04GHz（11.92-16.96GHz）。由于介电损耗和良好的阻抗匹配，PAN基碳纳米纤维表现出优异的吸收性能。

图1.PAN基碳纤维的制备示意图。

图2.（a）原始PAN纳米纤维、（b）800℃碳化的预氧化PAN纳米纤维和（c）1200℃碳化的预氧化PAN纳米纤维的SEM照片。

图3.不同温度碳化的PAN基碳纳米纤维的（a）XRD光谱和（b）拉曼光谱。

图4.不同碳化温度下PAN基碳纤维的电磁参数：（a）ε′、（b）ε′′、（c）μ′、（d）μ′′、（e）tanδE和（f）tanδM。

图5.（a）800℃、（b）900℃、（c）1000℃、（d）1100℃和（e）1200℃碳化的不同厚度PAN基碳纳米纤维RL的频率依赖性。（f）2.00mm厚的纳米纤维在不同碳化温度下的RL曲线。

图6.800℃碳化后PAN基碳纳米纤维的EAB。

图7.经不同温度碳化的PAN基碳纳米纤维的阻抗匹配-频率曲线：（a）800℃，（b）900℃，（c）1000℃，（d）1100℃，（e）1200℃，以及（f）衰减常数α。