枝状碳化硅制备及吸波性能研究

发布时间：2020-06-02 05:04

【摘要】：碳化硅具有优良的化学稳定性和良好的吸波性能,并且材料来源广、成本低,在吸波领域有极大应用前景。尽管如此,如何提高碳化硅的吸波性能仍是一个值得关注的问题。吸波材料的形貌结构对吸波性能有重要影响,在当前吸波材料的研究中,通过控制材料形貌来改善吸波性能已经是一个非常有效的方法。枝状结构吸波材料由于特殊的形貌结构和吸波行为,已有研究表明许多材料在枝状形貌下比普通形貌下具有更好的吸波性能。然而碳化硅在枝状形貌下的吸波性能很少有报道,这是由于碳化硅的制备通常需要较高温度,其他枝状材料的制备方法难以应用于枝状碳化硅的制备,这些问题极大限制了枝状碳化硅的吸波性能研究。本论文以改变原料表面状态再进行碳化硅生长为思路,分别以化学镀铁催化碳化硅纳米线再生长、碳纤维布浸渍硝酸镍制备试管刷多枝状碳化硅,成功在高温下得到枝状结构的碳化硅,并对其进行了结构形貌表征和吸波性能测试。首先分别研究了不同形态碳单质为碳源的高温烧结法、溶胶凝胶前驱体法、气相沉积法制备直线形貌碳化硅纳米线过程并进行了形貌表征,结果表明气相沉积法制备的碳化硅纳米线直线形貌最好。在此基础上分别研究化学镀钴、镍、铁做催化剂时,碳化硅晶须、碳化硅纳米线的再生长过程中的枝状碳化硅生长情况,结果表明化学镀铁后再烧结的枝状结构最明显。其次对比直线形貌和枝状形貌的碳化硅吸波性能发现,枝状碳化硅晶须最大反射损耗比直线状碳化硅晶须有较大提高,有效带宽增加也得到增加;枝状碳化硅纳米线的最大反射损耗和有效带宽比直线状碳化硅纳米线也有较大提高。对碳化硅晶须和纳米线种组分,通过引入枝状结构使得吸波性能有明显改善。最后研究了碳纤维浸渍硝酸镍后与硅粉制备的碳化硅的结构形貌以及吸波性能。结果表明,浸渍硝酸镍不仅可以降低反应温度,还可以改变产物表面形貌并获得试管刷多枝状碳化硅;研究了不同反应时间、硝酸镍浓度对反应产物的影响,结果表明分枝结构密集程度随反应时间先增加后减少,长径比随硝酸镍浓度增加而表现为减小趋势。研究了试管刷多枝状碳化硅的吸波性能,结果表明吸波性能与分枝结构的长径比增加和密集程度增加而呈增加趋势。
【图文】：

示意图,电磁波相,吸波材料,互作用

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 0= 2 0 ∞1 (2 )2 2光学频率下的相对复介电常数，εs是静态介电常数-8)和(1-9)可知，＇和 0之间有如下关系：( ＇ ∞2)2( 0)2= ( ∞2)20对实部 ε＇做图，将得到半圆形曲线，也称为 Col将对应一个介电偶极极化弛豫过程。如果有多个半豫过程。介电极化弛豫过程对吸波性能的影响可以用tanδε= 0 ＇=( ∞)2 ∞(2 )2抗匹配的前提下，tan 越大，材料对电磁波损耗越对电磁波能量损耗越多，吸波性能越好。因此适当的结构等参数来实现最佳吸波性能。

吸波性能,核壳结构,材料厚度,复合材料

1-2 核壳结构 C/Co 复合材料吸波性能与材料厚度、电磁波频率(波长)关按材料成型工艺和承载方式分类料制造工艺和承载方式可将吸波材料分为结构型和涂覆型。涂吸波剂与粘结剂等其他成分混合均匀后涂覆在制品表面实现方式特点是灵活、吸波性能可调，主要研究对象是吸波剂，如电损耗、磁损耗型的吸波剂。结构型吸波材料是将吸波剂装载层状、蜂窝状、波纹状等结构的复合材料中，再以芳纶蜂窝、做面板，形成的复合吸波材料。这类材料通常适用于特殊部部气部位或者尾翼部位等，不仅能起到结构支撑作用，还能起到永菊等[39]使用活性炭毡、玻璃纤维布以及环氧树脂等材料制备率选择表面的复合材料，发现这种材料的吸波性能与材料的形方式密切相关，如垂直排列与水平排列时极化水平不同，在有特性方面各有所长。郑夏莲等[40]研究发现碳纤维与 S 型玻璃编制成的混杂纤维可以调整吸波频带峰位，对特定频率吸波研
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB34

【参考文献】