基于纤维素的柔性电磁复合材料的制备及性能研究

发布时间：2020-07-20 22:20

【摘要】：高形状比磁性颗粒(例如铁硅铝合金、铁纳米线)已经被证明可以突破斯诺克极限,大大提高磁性材料的截止频率,被广泛的应用在吸波材料领域。高形状比磁性颗粒的高比表面积和附着面积,有利于其在纤维状高分子复合基体(如微纳米纤维素,丙烯酸树脂等)中的复合,使其在同等机械强度下拥有更高的磁性颗粒占比。相应的带来的高磁导率会给吸波效能带来显著的提升。本文以纳米纤维素作为复合材料基体,主要研究了FeOOH针状颗粒以及Fe_3O_4针状颗粒的物化制备方法以及FeSiAl片状颗粒、FeOOH针状颗粒以及Fe_3O_4针状颗粒分别作为磁性颗粒的情况下,对制备而成的电磁复合材料的柔性及电磁性能研究得出以下结论:1.将FeSiAl片状颗粒与纤维素纳米纤维在水溶液中进行分散,可以通过抽滤沉降法在复合FeSiAl和纤维素纳米纤维的同时利用流体动力学将FeSi Al片状颗粒进行一致性取向。该方法制得的FeSiAl和纤维素纳米纤维纸状柔性电磁复合材料具有较高的磁导率,以及在该比例下相对低的微波介电常数。这可以实现1 mm厚度下L波段-6 d B的强吸收效果。2.发现了不同颗粒取向下复合材料磁导率的变化规律,通过带有形状修正的有效媒质理论进行理论计算,对实验结果拟合并进行了解释。3.利用碱性环境下的水热法,在高温高压的水热条件下70℃下保温6小时,条件下,将铁离子和氢氧根离子在加温加压的稳定环境中发生脱水反应,另颗粒沿单轴方向生长,制备出形状比大,结晶度较好的针状FeOOH颗粒。通过抽滤沉降法制备所得的FeOOH和纤维素纳米纤维磁性柔性电磁复合材料存在颗粒面内取向,但电磁性能较弱。4.以针状FeOOH颗粒作为前驱体,在8%纯度的氢气气氛中进行高温还原,在290℃以上,氢气气流量在200ml/min以上时产物中出现Fe_3O_4相,形貌为依据FeOOH针状形貌历史而有所变化的颗粒。其中,330℃及以上的产物会出现大量烧结现象,形貌趋近卵形;310℃、400ml/min下兼有优良的针状形貌,及较高的Fe_3O_4相纯度。通过抽滤沉降法制备所得的Fe_3O_4和纤维素纳米纤维磁性柔性电磁复合材料存在颗粒面内取向,但电磁性能较非取向样品有所降低。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33
【图文】：

电子科技大学硕士学位论文H0 H着阻尼，最终 M 会与0H 平行。如果加入一响进动的频率，另一方面会给进动补充能量所示的直角坐标系，取有效各向异性场 Heff方强度，则有：'''xys zmM mM m ' ' '' ' '' ' '( )x x xy y yz z s z effh N mH h N mh N M m H

电子科技大学硕士学位论文i 数值越大。图 2-2 中所建立的坐标系，存在( )x zN N项作为式(2-20)中' ( x N 针状颗粒和片状颗粒的高形状比对电磁性能的影响，在该坐标针状颗粒形貌的极限，则在图 2-2(a)中 Nx=1，Nz=0；图 2-2(b 2-2(c)中 Nx=1/2，Nz=0；图 2-2(d)中 Nx=0，Nz=1/2。据此可以于片状颗粒所在平面时，磁导率可以大幅增加；同理磁化方向垂向时，磁导率也可增加，增加的比例略小于片状颗粒。

图 2-3 有效退磁因子计算示意图轴向方向为 x 轴，eH 为外场，方向的内场iH 的分量可以表示cosxix ex xeffNH H M 效磁导率，且外场与 x 轴磁化cosj eM H 析，考虑其集体作用的情况下，cos ceix e xeffn HH H N

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1 蒋佳根;基于纤维素的柔性电磁复合材料的制备及性能研究[D];电子科技大学;2018年

本文编号：2764027