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Fe-Co-Ni合金纳米粒子镶嵌的碳纳米纤维的简单制备及其吸波性能

发布时间:2018-05-31 14:38

  本文选题:碳纳米纤维 + 铁钴镍合金 ; 参考:《无机化学学报》2017年01期


【摘要】:通过在氩气中碳化含有乙酰丙酮金属盐的电纺聚丙烯腈纳米纤维合成了镶嵌(Fe1-xCox)0.8Ni0.2(x=0.25,0.50,0.75)合金纳米粒子的碳纳米纤维,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)等对其物相、形貌、微观结构、静磁及电磁特性进行表征和分析,并根据传输线理论模拟计算了2~18 GHz频率范围内的微波吸收性能。结果表明:所制备的复合纳米纤维具有典型的铁磁特征,由无定形碳、石墨和面心立方结构Fe-Co-Ni合金三相组成,原位形成的合金纳米粒子沿纤维轴向均匀分布,且被有序石墨层所包覆。磁损耗和介电损耗间的协同作用及特殊的核/壳微观结构使仅含5%(w/w)的(Fe1-xCox)0.8Ni0.2/C复合纳米纤维的硅胶基吸波涂层表现出优异的微波吸收性能。当涂层厚度为1.1~5.0 mm时,x=0.25、0.50和0.75的样品最小反射损耗分别达到-78.5、-80.2和-63.4 d B,反射损耗在-20 d B以下的吸收带宽分别为14.9、14.8和14.5 GHz,几乎覆盖整个S波段至Ku波段。通过调节合金的组成可对材料的电磁特性及微波吸收性能进行一定程度的控制。
[Abstract]:Carbon nanofibers embedded in Fe _ (1-x) Co _ (x) 0.8Ni _ (0.2) Ni _ (0.2N) 0.50 ~ 0.75) alloy nanoparticles were synthesized by carbonization of electrospun polyacrylonitrile nanofibers containing acetylacetone metal salts in argon. The phase, morphology, microstructure, magnetostatic and electromagnetic properties were characterized and analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), vibrating sample magnetometer (VSM) and vector network analyzer (VNA). According to the transmission line theory, the microwave absorption performance in the frequency range of 2 ~ 18 GHz is simulated and calculated. The results show that the composite nanofibers have typical ferromagnetic properties, which are composed of amorphous carbon, graphite and face-centered cubic structure Fe-Co-Ni alloy. The in-situ alloy nanoparticles are distributed uniformly along the axial direction of the fibers. And is covered by ordered graphite layer. The synergistic effect between magnetic loss and dielectric loss and special core / shell microstructure show excellent microwave absorption properties of silica gel based absorbing coatings containing only 5% w / w of Fe _ (1-x) Co _ (x) _ (0.8) Ni _ (0.2) / C nanofibers. When the thickness of the coating is 1.1 ~ 5.0 mm, the minimum reflectance loss of the sample is -78.5 ~ 80.2 and -63.4 dB, respectively, and the absorption bandwidth below -20 dB is 14.914.8 and 14.5 GHz, almost covering the whole S-band to Ku-band. By adjusting the composition of the alloy, the electromagnetic properties and microwave absorption properties of the materials can be controlled to a certain extent.
【作者单位】: 江苏科技大学数理学院;江苏大学材料科学与工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(No.51274106)资助项目
【分类号】:TQ342.742;TB34

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本文编号:1960128

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