微纳米矿物粉体的磁化表面改性及其吸波性能研究

发布时间：2017-10-15 14:22

  本文关键词：微纳米矿物粉体的磁化表面改性及其吸波性能研究

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【摘要】：本文以微纳米矿物粉体凹凸棒石黏土和漂珠为基体,经过提纯和表面处理之后采用共沉淀法对它们进行磁化表面改性,并采用XRD、FTIR、XPS、SEM、 TEM和VNA等手段对样品的物相组成、元素价态、形貌结构和吸波性能等进行表征和测试。结果显示改性微纳米粉体具有优秀的吸波性能,因此可以作为潜在的吸波材料。该方法操作简单,成本低廉,适合大规模工业生产。本课题为隐身材料的选材和设计提供一条新的思路,同时也为微纳米矿物粉体在高新技术领域的应用探索一条新途径。本文采用以下工艺对凹凸棒石黏土提纯和分散：以焦磷酸钠为反絮凝剂,通过机械球磨法进行湿法球磨,再经过离心分离,可以除去大部分杂质,得到直径约在10-50nm之间,长度为0.2～0.8μmm之间的,纳米棒状凹土单晶体。向浓度为6g/L的纳米凹土浆料中,逐滴加入一定浓度FeC12溶液,控制溶液的PH值、温度和时间,可以制得Fe304/凹凸棒石复合粉体。TEM照片显示,纳米Fe304/凹凸棒石复合粉体中Fe304磁性粒子均匀分布在凹土表面,颗粒粒径尺寸在10-80nm之间。采用矢量网络分析仪测试对不同浓度FeCl2溶液改性得到的纳米Fe3O4/凹凸棒石复合粉体进行吸波性能测试,结果显示在样品达到一定厚度后,反射损耗率的峰值都能够超过-15dB,并且可以通过对厚度调整来设计吸波体的最佳吸收频率段,使其满足使用要求。本文使用NaOH溶液对漂珠进行洗涤,再用NH4F溶液对其进行粗化,得到表面活化度高且表面粗化的预处理漂珠。采用同上的共沉淀法进行Fe304包覆,得到Fe304/漂珠复合粉体。矢量网络分析仪测试结果显示,不同厚度的吸波样品吸波效果良好,例如厚度为3.5的样品在12.1GHz处最大反射峰达到-21dB,且从10.8～15.1GHz反射损耗超过-10dB。
【关键词】：凹凸棒石黏土 漂珠 Fe_3O_4 共沉淀 吸波性能
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-34
• 1.1 吸波材料概述17-22
• 1.1.1 吸波材料的意义17
• 1.1.2 吸波材料的原理17-19
• 1.1.3 吸波材料的分类19-21
• 1.1.4 吸波材料的发展21-22
• 1.2 纳米四氧化三铁概述22-24
• 1.2.1 Fe_3O_4的性质22
• 1.2.2 Fe_3O_4吸波材料22
• 1.2.3 Fe_3O_4磁性纳米粒子制备方法22-24
• 1.3 微纳米矿物粉体24-31
• 1.3.1 凸棒石黏土及其利用现状24-28
• 1.3.2 漂珠及其利用现状28-31
• 1.4 本课题的意义及研究内容31-34
• 1.4.1 课题背景及意义31-32
• 1.4.2 主要研究内容32-34
• 第二章 实验药品及测试方法34-40
• 2.1 实验原料与试剂34
• 2.2 实验仪器34-35
• 2.3 实验过程35-37
• 2.3.1 凹凸棒石黏土的提纯35
• 2.3.2 Fe_3O_4/凹凸棒石的制备流程35-36
• 2.3.3 漂珠的预处理36
• 2.3.4 Fe_3O_4/漂珠的制备流程36-37
• 2.4 主要表征测试方法37-40
• 2.4.1 主要表征仪器37
• 2.4.2 主要表征方法及原理37-40
• 第三章 凹凸棒石黏土原矿的提纯及表征40-47
• 3.1 引言40
• 3.2 球磨浆料的确认40-42
• 3.2.1 焦磷酸钠含量对浆料黏度的影响40-41
• 3.2.2 固含量对胶体黏度的影响41-42
• 3.3 提纯效果表征42-46
• 3.3.1 预处理浆的离心处理后的对比42
• 3.3.2 物相对比42-43
• 3.3.3 X荧光光度计检测43-44
• 3.3.4 场发射扫描电镜(FESEM)分析44
• 3.3.5 场发射投射电镜(FETEM)分析44-45
• 3.3.6 提纯前后吸附能力的对比45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 Fe_3O_4/凹凸棒石的制备及表征47-57
• 4.1 引言47
• 4.2 实验原理47-48
• 4.3 结果与讨论48-56
• 4.3.1 反应前后实物对比48-49
• 4.3.2 成分与结构分析49-51
• 4.3.3 形貌表征51-53
• 4.3.4 微波吸收性能53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 Fe_3O_4/漂珠的制备及表征57-66
• 5.1 引言57
• 5.2 预处理工艺确定57-58
• 5.2.1 碱洗57-58
• 5.2.2 粗化58
• 5.2.3 表面改性58
• 5.3 结果与讨论58-64
• 5.3.1 反应前后实物对比58-59
• 5.3.2 成分与结构分析59-61
• 5.3.3 形貌表征61-63
• 5.3.4 微波吸收性能63-64
• 5.4 本章小结64-66
• 第六章 全文总结及展望66-68
• 6.1 全文总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-75
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况75

【参考文献】

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本文编号：1037607