隨著電子設備和5G通信技術的普及，電磁污染問題愈發嚴重，對設備運行和人類健康構成威脅。因此，開發新型輕質高性能微波吸收材料迫在眉睫。先進的微波吸收材料需具備薄厚度、寬吸收帶寬、強吸收強度和低填充比等特點。還原氧化石墨烯（RGO）雖在微波吸收領域有廣泛研究，但存在阻抗不匹配和電磁損耗機制單一等問題。近年來，三維多孔網絡結構的RGO氣凝膠作為輕質微波吸收劑備受關注。為增強其衰減能力，研究人員常將其與磁性、導電或介電組分結合。然而，制備具有寬帶寬、低反射損耗和低填充比的基于石墨烯的復合氣凝膠仍面臨挑戰。本文采用水熱反應、高溫煅燒和水熱自組裝三步法合成了氮摻雜還原氧化石墨烯/三氧化二鈷（NRGO/Co3O4）復合氣凝膠，該氣凝膠具有獨特三維多孔網絡結構、極低體密度和良好壓縮恢復性能。研究表明，當Co3O4添加量為15 mg時，復合氣凝膠表現出最強吸收強度和寬吸收帶寬，為制備基于RGO的多孔納米復合材料作為輕質、高效、寬帶微波吸收劑提供了新策略。
隨著5G技術普及和電子設備激增，電磁污染已成為威脅設備運行和人類健康的重大問題。本研究通過水熱-煅燒-自組裝三步法制備了氮摻雜還原氧化石墨烯/三氧化二鈷（NRGO/Co3O4）復合氣凝膠，該材料具有三維多孔結構（密度0.028 g/cm³）、優異壓縮回彈性（90%應變后恢復率>90%）和卓越吸波性能。實驗表明，當Co3O4添加量為15mg時，材料在2.13mm厚度、15wt.%填充比下實現-62.78dB最強吸收（99.9999%能量耗散）和5.5GHz帶寬，2.24mm時更可達6.32GHz（覆蓋Ku波段）。相比純RGO氣凝膠存在的阻抗失配問題，該復合材料通過構建多級異質界面，協同界面極化/偶極極化/傳導損耗機制，同時優化阻抗匹配特性。研究為開發"薄-寬-強-輕"新型吸波材料提供了可行方案，其性能指標（如-62.78dB@2.13mm）顯著優于多數文獻報道的碳基復合材料。
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圖1. NRGO/Co3O4復合氣凝膠的制備流程示意圖
解析：
制備流程概述：
· 該圖展示了通過一系列化學反應步驟制備NRGO/Co3O4復合氣凝膠的流程。
具體步驟：
第一步：溶劑熱反應與高溫煅燒：
· 首先，通過溶劑熱反應合成前驅體。這通常涉及將含有鈷源（如CoCl?·6H?O）、鈉源（如NaCl）和尿素（如(CH?)?N?）的溶液在密封容器中高溫高壓下反應。
· 反應結束后，對所得前驅體進行洗滌和干燥處理。
· 隨后，將前驅體在高溫（如400°C）下進行煅燒，以得到花狀的三氧化二鈷（Co?O?）顆粒。
· 第二步：水熱自組裝：
· 將一定質量的Co?O?顆粒分散到氧化石墨烯（GO）的水分散液中。
· 通過調節pH值并加入氨水（NH?·H?O）以促進氮摻雜和GO的還原。
· 將混合液再次置于密封容器中，在高溫（如120°C）下進行水熱反應，使GO還原為還原氧化石墨烯（RGO），并與Co?O?顆粒自組裝成復合水凝膠。
· 第三步：透析與冷凍干燥：
· 將所得復合水凝膠在乙醇/水溶液中進行透析處理，以去除未反應的物質和雜質。
· 最后，通過冷凍干燥技術去除水凝膠中的水分，得到具有三維多孔網絡結構的NRGO/Co?O?復合氣凝膠。
圖示說明：
· 圖1通過流程圖的形式直觀地展示了從原料到最終產品的整個制備過程，包括各個關鍵步驟和所涉及的化學反應。
· 圖中還標注了各步驟中的主要產物和所使用的反應條件，有助于讀者理解整個制備流程的細節。
通過以上解析，可以看出Fig.1不僅提供了NRGO/Co?O?復合氣凝膠制備的直觀流程，還揭示了其制備過程中的關鍵步驟和化學反應原理。
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圖 2. 樣品S1-S4的XRD圖譜 (a)，Co?O? 和 S1-S4 的拉曼光譜 (b)，S1-S4 的 FTIR 光譜 (c)，S2-S4 的 TGA 曲線 (d)；S3 的 XPS 譜圖：全譜掃描 (e)，C 1s 譜 (f)，N 1s 譜 (g)，O 1s 譜 (h)，Co 2p 譜 (i)。
圖 2 是一個組合圖，展示了作者對制備的材料進行的系統結構表征和成分分析。
· (a) XRD： 證明Co?O?晶相存在以及RGO的結構。
· (b) Raman： 評估碳材料的石墨化程度（ID/IG比值）和Co?O?的特征峰。
· (c) FTIR： 識別樣品中的官能團和化學鍵（如C-O, Co-O等）。
· (d) TGA： 定量分析復合氣凝膠中Co?O?的含量（S2-S4）。
· (e-i) XPS：
· (e) 全譜： 定性證明S3樣品含有Co, N, O, C元素。
· (f) C 1s： 分析碳的化學環境。
· (g) N 1s： 關鍵證據，證明氮元素成功摻雜到RGO晶格中及其摻雜類型。
· (h) O 1s： 分析氧的化學環境，包含來自Co?O?和氧化石墨烯/還原氧化石墨烯的氧。
· (i) Co 2p： 確認鈷主要以Co²?和Co³?形式存在（即Co?O?的特征）。
該圖表標題（修正后）清晰地描述了圖2所包含的全部內容：通過多種表征手段（XRD, Raman, FTIR, TGA, XPS）對NRGO/Co?O?復合氣凝膠及其對照組（S1-S4）進行的詳細結構、成分和表面化學態分析，特別是聚焦于證明復合物的成功制備、氮摻雜的存在以及Co?O?的形態和含量。子圖 (g) N 1s 譜對證明氮摻雜至關重要。
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圖 3. 不同樣品的SEM圖像：前驅體 (a)，Co?O? (b)，S1 (c)-(e)，S2 (f)-(k)，S3 (l)-(s)，S4 (t)-(y)。
· 圖 3 是一個 大型組合圖，通過大量的 SEM 圖像系統地表征了實驗中涉及的所有關鍵樣品（前驅體、純Co?O?顆粒、純RGO氣凝膠以及不同Co?O?含量的復合氣凝膠）的 微觀形貌特征。
· 它直觀展示了：
· 1、花狀 Co?O? 顆粒的形成過程（前驅體 -> Co?O?）。
· 2、純 RGO 氣凝膠（S1）的三維多孔網絡結構。
· 3、Co?O? 顆粒如何負載在/嵌入到 RGO 的三維骨架中形成復合材料（S2， S3， S4）。
· 4、不同 Co?O? 添加量對復合材料整體微觀結構、孔隙率以及 Co?O? 分散狀態的影響。特別是最優樣品 S3 的詳細結構。
· 5、這些微觀結構信息對于理解材料的微波吸收性能（如界面極化、多重反射散射）至關重要。
該圖表標題（修正后）清晰地描述了圖3的核心內容：利用掃描電子顯微鏡 (SEM) 詳細觀察和對比了花狀 Co?O? 制備過程中的前驅體、最終獲得的純 Co?O? 顆粒、純 NRGO 氣凝膠 (S1) 以及不同 Co?O? 含量的 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠 (S2, S3, S4) 的微觀形貌。其中，性能最優的 S3 樣品表征最為詳盡。這些圖像是論證復合材料成功構建三維多孔網絡結構和理解其優異吸波性能的關鍵證據。
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圖 4. S3 樣品的 TEM 圖像 (a)、HRTEM 圖像 (b 和 c)、暗場像 (d) 以及 EDS 元素面分布圖 (e-h)。
圖 4 是深入表征 S3 樣品微觀結構、晶體結構和元素分布的核心證據圖。通過 TEM、HRTEM、暗場像和 EDS 面掃技術，
該圖：1、形貌上：展示了 NRGO 片層負載花狀 Co?O? 顆粒的復合結構及異質界面 (a)。
2、結構上：通過 HRTEM (b, c) 確認了 Co?O? 的晶相和晶格結構，以及清晰的異質界面。
3、成分上：通過 EDS Mapping (e-h) 無可辯駁地證明了 Co?O? 顆粒（Co, O）均勻分散在氮摻雜還原氧化石墨烯（C, N）骨架網絡上，實現了兩相在納米尺度的均勻復合。這對于理解材料的性能和機理（如界面極化）至關重要。暗場像 (d) 則輔助了選區或相分布的觀察。
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圖 5. 反射損耗的頻率依賴性曲線、反射損耗的 3D 圖譜和 2D 等高線圖：(a-c) S1, (d-f) S2, (g-i) S3, (j-l) S4。
解析：
1、圖表核心：
· *圖 5 展示了所有樣品 (S1, S2, S3, S4) 的 微波吸收性能 核心測試結果。
· *核心性能指標是 反射損耗 (Reflection Loss, RL)，單位通常是 dB (分貝)。RL 值越低（負得越多），表示吸收性能越好。
· *圖表通過 三種互補的可視化方式 全面展示每個樣品的吸波性能隨 頻率 和 樣品厚度 的變化規律。
· 2、具體子圖內容與意義（每組樣品包含三個子圖 a-c, d-f 等）：
· *子圖 X(a), X(d), X(g), X(j) (例如 a, d, g, j): Frequency Dependence of Reflection Loss (反射損耗的頻率依賴性曲線)
· *形式： 通常是在 特定厚度（或多個代表性厚度） 下，反射損耗 (RL/dB) 隨 頻率 (GHz) 變化的 二維曲線圖 (2D line plot)。
· *關鍵信息：
· 最低反射損耗值 (Minimum RL): 曲線的最低點，代表該厚度下能達到的最強吸收強度（例如 RL_min = -50 dB）。
· 有效吸收帶寬 (Effective Absorption Bandwidth, EAB): 通常指 RL ≤ -10 dB (即達到90%吸收) 對應的頻率范圍寬度。帶寬越寬，說明能有效吸收的頻率范圍越大。
· 匹配厚度 (Matching Thickness): 圖中通常會畫出不同厚度下的 RL 曲線，最低 RL 對應的厚度即為該頻率點的最佳匹配厚度。
· *子圖 X(b), X(e), X(h), X(k) (例如 b, e, h, k): 3D Plots of Reflection Loss (反射損耗的 3D 圖譜)
· 形式： 以 頻率 (GHz) 為 X 軸，樣品厚度 (mm) 為 Y 軸，反射損耗 RL (dB) 為 Z 軸（或顏色映射的高度）繪制的 三維曲面圖或偽彩色圖。
· 關鍵信息：
· 直觀展示最佳性能區域： 圖中顏色最深（或曲面凹陷最深）的區域對應著最低的 RL 值，清晰地顯示出在哪些 頻率范圍 和 厚度組合 下樣品能達到最佳吸收效果。
· 評估厚度敏感性： 可以觀察隨著厚度變化，強吸收區域是如何移動和變化的，評估材料對厚度的依賴性。
· *子圖 X(c), X(f), X(i), X(l) (例如 c, f, i, l): 2D Contour Maps (2D 等高線圖)
· 形式： 以 頻率 (GHz) 為 X 軸，樣品厚度 (mm) 為 Y 軸，用 顏色等高線 表示 反射損耗 RL (dB) 的二維圖。顏色越藍/越深表示 RL 值越低（吸收越強）。
· 關鍵信息：
· 量化最佳性能區域： 等高線圖能更精確地標定 RL ≤ -10 dB (常用等高線) 和 RL ≤ -20 dB (更強吸收) 等特定吸收水平的頻率-厚度區域范圍。
· 讀取最佳參數： 可以清晰地讀出在特定厚度下能達到的 RL_min 和 EAB，或者在特定 RL 閾值要求下所需的最小厚度和對應的頻率范圍。
· 比較不同材料性能： 這種圖非常適合于直接對比不同樣品（S1-S4）的性能優劣（如顏色深藍區域的大小和位置）。
3、樣品分組：
· (a-c) S1: 純 NRGO 氣凝膠 的吸波性能。
· (d-f) S2: 低 Co?O? 含量 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠 的吸波性能。
· (g-i) S3: 中等 Co?O? 含量 (15 mg, 最優) NRGO/Co?O? 復合氣凝膠 的吸波性能。根據上下文，預期 S3 的性能最好。
· (j-l) S4: 高 Co?O? 含量 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠 的吸波性能。過高的 Co?O? 含量可能導致阻抗失配，性能可能下降。
圖 5 是論文中論證材料 微波吸收性能 最為關鍵的證據圖。它系統地對比了純 NRGO (S1) 和不同 Co?O? 含量的復合氣凝膠 (S2, S3, S4) 的吸波性能。通過 頻率依賴曲線 (直觀顯示 RL_min 和 EAB)、3D 圖譜 (展示性能與頻率、厚度的三維關系) 和 2D 等高線圖 (精確量化最佳性能區域和參數) 三種方式，全面揭示了：
1、復合材料的性能顯著優于純組分 (S1)。
2、Co?O? 含量對性能有重要影響，存在一個 最優含量 (S3)，此時復合材料展現出最強的吸收強度 (最低 RL) 和/或最寬的吸收帶寬(最大 EAB)。
3、材料的最佳性能發生在特定的 頻率范圍和匹配厚度下。
該圖是支撐論文核心結論（如 S3 具有優異的微波吸收性能）的最直接實驗證據。
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圖 6. Co?O?的磁滯回線 (a)；S1-S4的介電常數實部ε' (b)、虛部ε" (c)和介電損耗角正切tanδ (d)的頻率依賴性；S1-S4的Cole-Cole曲線 (e)；S1-S4的磁導率實部μ' (f)、虛部μ" (g)和衰減常數α (h)的頻率依賴性；S1 (i), S2 (j), S3 (k), S4 (l)的阻抗匹配(|Zin/Z0|)等高線圖。
圖 6 是對材料內在 電磁特性、損耗機理 和 阻抗匹配特性 的深度解析，用于揭示圖 5 中觀察到的微波吸收性能差異的根本原因。該圖揭示了：
損耗機制：
介電損耗 (ε", tanδ, Cole-Cole) 是復合材料主要的損耗機制，源于 RGO 的 導電損耗 和復合材料中豐富的 界面極化損耗 及其他弛豫損耗。
磁損耗 (μ") 非常微弱（Co?O? 磁性弱），貢獻很小。
S3 樣品展現出最優的介電損耗特性（高 ε", tanδ，顯著的Cole-Cole弛豫?。┖妥罡叩乃p常數 α。
阻抗匹配：
最優樣品 S3 在關鍵的頻率和厚度組合下達到了最佳的 阻抗匹配 (|Zin/Z0| ≈ 1)，使得入射電磁波能有效進入材料內部。
協同效應：
S3 優異的性能源于 強衰減能力（α） 和 良好阻抗匹配（|Zin/Z0|≈1） 的 協同作用。其他樣品要么損耗不夠強（S1），要么阻抗匹配較差（S2, S4），導致整體吸收性能不如 S3。
圖 6 為理解復合材料微波吸收機理和優化材料設計提供了關鍵的理論支撐。
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圖 7. NRGO/Co?O? 復合氣凝膠的微波吸收機理示意圖。
解析：
一、圖表性質與目的：
1、圖 7 是一個 示意圖 (Schematic diagram)，而非實驗數據圖。
2、其核心目的是 形象化、概念化地總結和闡釋 前文（尤其是圖 4, 5, 6）的實驗結果所揭示的 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠材料實現優異微波吸收性能的內在機理。
3、它旨在將復雜的物理過程（電磁波與材料的相互作用、能量轉化）用直觀、易懂的圖形語言表達出來。
二、核心機理要素（預期示意圖中會包含的關鍵內容）：
1、入射電磁波 (Incident EM Waves)： 通常用波浪線箭頭表示微波從左側或上方入射到材料表面。
2、阻抗匹配 (Impedance Matching)：
示意圖會強調材料表面或近表面區域的設計（如多孔結構、導電網絡與介電/磁性組分的協同）如何使得材料的 特征阻抗 (Zin) 盡可能接近 自由空間阻抗 (Z?)。
這表現為大部分入射電磁波能夠 穿透進入 材料內部，而不是在表面被強烈 反射 回去。這是實現高效吸收的前提。
3、三維多孔網絡結構 (3D Porous Network Structure)：
這是 NRGO 氣凝膠骨架的關鍵特征。
示意圖會展示 NRGO (氮摻雜還原氧化石墨烯) 片層相互連接形成的三維導電網絡。
突出 豐富的孔隙結構，這有利于：
多次反射與散射 (Multiple Reflection and Scattering): 電磁波在孔隙和片層間不斷反射、折射和散射，大大延長了傳播路徑，增加了被損耗的機會。
降低有效介電常數 (Reduced Effective Permittivity): 空氣（介電常數≈1）的引入有助于調節整體復合材料的介電常數，改善阻抗匹配（避免因介電常數過高導致強反射）。
4、異質界面與界面極化 (Heterointerfaces and Interfacial Polarization)：
示意圖會清晰地展示 Co?O? 顆粒/納米片 負載在 或 嵌入在 NRGO 片層 上。
在兩者的 接觸界面 處會形成大量的 異質結 (Heterojunctions)。
在交變電磁場作用下，這些界面處會發生顯著的 電荷積累，產生強烈的 界面極化 (Interfacial Polarization) 或 Maxwell-Wagner-Sillars (MWS) 極化。這是該復合材料最重要的 介電損耗 機制之一。
5、導電損耗 (Conduction Loss)：
NRGO 的三維連續網絡提供了導電通路。
示意圖可能通過 電流路徑 或 電阻熱符號 來表示：在電磁場作用下，材料內部形成 傳導電流 (渦電流)，電流流經具有一定電阻的 NRGO 網絡時，電能會轉化為熱能（焦耳熱）被耗散掉。
6、偶極子極化 (Dipole Polarization)：
材料中的 缺陷（如 NRGO 中的結構缺陷、sp³ 碳）、殘余含氧/含氮官能團（-OH, -COOH, -N 基團等）以及 Co?O? 本身 都可以被視為 偶極子。
在電磁場作用下，這些偶極子會發生 取向極化弛豫 (Dipole Polarization Relaxation)，過程中因摩擦等效應損耗能量。
7、（可能的）微弱的磁損耗 (Magnetic Loss - Likely Minor)：
雖然圖 6(a) 可能顯示 Co?O? 的磁性較弱，但示意圖中仍可能象征性地在 Co?O? 顆粒附近標注 磁滯損耗 (Hysteresis Loss) 或 渦流損耗 (Eddy Current Loss - if conductive enough) 的圖標，盡管其貢獻相對較小。
8、能量轉化 (Energy Transformation)：
示意圖的最終落腳點是所有上述損耗機制共同作用，將 電磁能 (EM Energy) 高效地轉化為 熱能 (Heat) 消耗掉。
通常用 熱量符號 (波浪線或上升箭頭) 從材料內部散發出來表示。
9、示意圖的核心作用與總結：
整合證據： 將圖 4（微觀結構證明界面和孔隙）、圖 5（優異的 RL 性能）、圖 6（強介電損耗、良好阻抗匹配）的發現整合到一個統一的物理圖像中。
闡釋協同效應 (Synergistic Effect)： 清晰展示 NRGO 和 Co?O? 兩種組分以及獨特的三維多孔結構是如何 協同作用 實現高性能微波吸收的：
NRGO: 提供導電網絡（導電損耗）、骨架（形成孔隙利于多次反射和阻抗匹配）、摻雜氮（引入偶極子）、作為基底負載 Co?O? 形成大量界面（界面極化）。
Co?O?: 提供豐富的異質界面（主要貢獻界面極化）、可能引入（弱）磁損耗、其半導體性質本身也貢獻介電損耗和一定的導電損耗。
多孔結構： 核心調節阻抗匹配和提供多次反射/散射路徑。
突出關鍵機制： 強調 界面極化、導電損耗 和 優化的阻抗匹配（得益于多孔結構和組分調控） 是該復合材料獲得優異微波吸收性能（強衰減 + 寬頻帶）的關鍵驅動力。
直觀易懂： 為讀者理解復雜的微波吸收過程提供一個清晰、直觀的概念模型。
圖 7 是對 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠微波吸收機理的 高度概括和可視化總結。它并非實驗數據，而是基于圖 4-6 的實驗證據構建的理論模型圖。該示意圖直觀地闡明了材料如何通過 三維多孔導電網絡、豐富的 NRGO/Co?O? 異質界面 以及 優化的阻抗匹配 來實現對入射電磁波的高效捕獲和耗散（主要轉化為熱能）。它清晰地展示了組分之間、結構與性能之間的 協同效應，是整篇論文 機理闡述部分的核心圖示。
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圖8的核心意義與總結：
· 圖 8. (a) 典型的雷達散射截面(RCS)模擬曲線；CST遠場仿真結果：(b) 理想電導體(PEC)平板, (c) S1覆蓋的PEC平板, (d) S2覆蓋的PEC平板, (e) S3覆蓋的PEC平板, (f) S4覆蓋的PEC平板；-180°到180°范圍內的雷達散射截面(RCS)值：(g) PEC平板, (h) S1覆蓋的PEC平板, (i) S2覆蓋的PEC平板, (j) S3覆蓋的PEC平板, (k) S4覆蓋的PEC平板。
· 1、從實驗室性能到應用場景：圖 5 的反射損耗 RL 是材料 本征吸波性能 的實驗室表征（小樣品，垂直入射）。而圖 8 通過仿真，評估了材料作為 涂層應用于實際目標（PEC 平板） 并在 不同入射角下 的雷達隱身效能（RCS 減縮）。
· 2、驗證最優材料的實用性：證明了 S3 材料 不僅在吸波性能測試中表現最優（圖 5），在實際應用的仿真場景中，也展現出 最強的 RCS 減縮能力，尤其是在關鍵的 鏡面反射方向 和 寬方位角范圍 內。
· 3、量化隱身效果：提供了具體的 RCS 降低數值（如峰值 RCS 降低了多少 dB），這是評估隱身材料效能的關鍵指標。
· 4、指導工程應用：結果有助于預測和優化此類吸波材料在真實武器裝備（如飛機蒙皮、艦船甲板）上的涂覆效果和布局。
圖 8 利用 CST 電磁仿真 技術，評估了涂覆 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠 (S1-S4) 的 理想電導體 (PEC) 平板 的 雷達散射截面 (RCS)。通過 三維遠場散射圖 (b-f) 和 方位角掃描 RCS 曲線 (g-k)，清晰地展示了：
1、所有復合材料涂層均能有效降低 PEC 平板的 RCS。
2、S3 材料 展現出 最佳的雷達隱身性能：
· 在三維空間具有 最小的強散射區域和最均勻的低散射分布。
· 在鏡面反射方向（0°方位角）實現 最大的峰值 RCS 減縮。
· 在寬方位角范圍內 維持 顯著且相對均勻的 RCS 降低。
該圖從 應用角度 有力地證實了 S3 材料在雷達隱身領域的巨大潛力，是論文展示材料實用價值的重要依據。
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圖 9. NRGO/Co?O? 復合氣凝膠微波吸收性能與先前研究的雷達圖對比。
圖 9 利用 雷達圖 這種多指標綜合評價工具，將本研究最優樣品 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠 (S3) 與 先前文獻報道的多種吸波材料 在 最小反射損耗 (RL<sub>min</sub>)、有效吸收帶寬 (EAB)、匹配厚度 (d<sub>m</sub>)、密度 (ρ) 等核心性能參數上進行了直觀對比。
該圖表的核心作用是：
可視化地證明 S3 材料在 綜合性能平衡 方面，特別是在 實現輕質化 (低 ρ) 和 薄層化 (低 d<sub>m</sub>) 的同時保持 強吸收 (高 |RL<sub>min</sub>|) 和 寬頻帶 (寬 EAB) 方面，具有顯著優勢。
清晰地定位 本工作在吸波材料研究領域的 先進性和競爭力，表明其性能指標達到或超越了現有技術水平。
強有力地支撐 本論文的創新點和研究價值，說明所設計的 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠結構 是解決高性能微波吸收材料“厚度大、密度高”挑戰的有效策略。
因此，圖 9 是論文 結論部分 或 性能討論部分 的關鍵佐證，用于向讀者和評審專家展示該研究成果的 實際貢獻 和 重要意義。
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圖 10. S3 的應力-應變曲線 (a)；S3 在壓縮測試前 (b)、中 (c) 和 后 (d) 的典型數碼照片。
圖 10 通過 應力-應變曲線 (a) 和 壓縮過程數碼照片序列 (b-d)，系統地展示了 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠最優樣品 S3 的 壓縮力學行為和彈性回復特性。
該圖表的核心作用是：
1、定量證明S3具有良好的可壓縮性（顯著的平臺區應變范圍）和 能量吸收能力。
2、直觀證實S3在經歷大幅壓縮變形后，具備 超強的彈性回復能力（幾乎完全恢復原狀），即 超彈性。
3、有力支撐 S3 材料不僅具有 頂尖的微波吸收性能，還擁有 滿足實際工程應用要求的結構穩定性和機械魯棒性。
4、最終論證 本研究開發的 NRGO/Co?O? 復合氣凝膠是一種 集高效吸波、輕質、超彈于一體的高性能多功能材料，為其在雷達隱身、電磁防護等領域的實際應用鋪平了道路。
因此，圖 10 是論文 機械性能表征部分 的核心圖表，也是論證材料 綜合性能和實用價值不可或缺的關鍵證據。
本文首先通過溶劑熱反應和煅燒過程合成了花狀Co3O4，然后通過水熱法以GO為模板和NH3·H2O為氮摻雜劑制備了NRGO/Co3O4復合氣凝膠。結果表明，所制備的NRGO/Co3O4復合氣凝膠具有特殊的三維多孔網絡結構、極低的體密度和良好的壓縮恢復性能。此外，通過與介電Co3O4復合并精細調節Co3O4的添加量，顯著增強了導電NRGO氣凝膠的微波吸收能力。值得注意的是，當Co3O4添加量為15 mg時，所得NRGO/Co3O4復合氣凝膠表現出最佳的微波耗散能力。具體來說，RLmin可達-62.78 dB（大于99.9999%的耗散），并且在15 wt.%的低填充比下最大EAB可達6.32 GHz。多次反射、傳導損耗、偶極極化和界面極化的協同作用，以及阻抗匹配的改善，導致了NRGO/Co3O4復合氣凝膠優異的微波吸收性能。因此，本研究的結果有望為制備新型基于石墨烯的三維介電損耗微波吸收材料提供一定的參考價值。https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.01.006
轉自《石墨烯研究》公眾號
