酚醛树脂基碳泡沫复合材料的制备及其电磁屏蔽性能研究
发布时间：2021-05-28 10:38
随着科学技术的发展,各种电磁辐射系统如手机,电脑,电视机等的广泛应用带来了日益严重的电磁污染问题,给各种电子系统的应用以及设计带来了巨大的挑战,也给人们的生活带来了越来越多的灾害和事故。因此开发高效的屏蔽材料成为减少电磁干扰、解决电磁问题的重要手段,是当前材料科学的重点研究领域。电磁屏蔽材料表面通常具有较好的导电性,同时电磁波能够在材料中进行吸收和反射,而碳泡沫（Carbon Foam）作为一种富含泡孔结构的碳材料,导电效果优良,同时具有开孔率大,相对比表面积较大,质量轻等特点。酚醛树脂基碳泡沫（Phenolic Carbon Foam,PCF）具有原料来源广泛,制作工艺简单的特点,但是传统酚醛树脂基碳泡沫的泡孔结构不均匀,导电性能不佳,并且压缩性能也存在着缺陷,严重限制了它在工业领域的应用。目前在酚醛树脂基碳泡沫电磁屏蔽效能改性方面,新材料的应用仍然存在缺陷,石墨烯杂化粒子作为一种新型的材料,可以充分发挥两种材料的优异特点,并且其独特的三维结构可以改善泡沫基体的泡孔结构,其良好的导电性在改善材料的导电性能和电磁屏蔽性能方面得以应用。因此本文提出采用石墨烯杂化材料改性碳泡沫的电磁屏蔽效...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁波在碳泡沫中的衰减
图 2-1 GO/SiO2杂化材料的制备原理Figure 2-1 The schematic diagram of the preparation of GO/SiO2.2.1.4 GO/SiO2杂化材料改性碳泡沫的制备将 GO/SiO2杂化材料以 0.5wt%，1wt%，1.5wt%的比例加入酚醛树脂中，以 3000r/的速度搅拌均匀，在树脂中加入固化剂（苯酚磺酸），发泡剂（正戊烷），匀泡剂（Tween8表面活性剂（硅油）混合均匀后，放入模具中，在 75oC 条件下发泡 2h 制备出 GO/S杂化材料改性的酚醛泡沫；将上述制备好的酚醛基体放入丙酮溶液中浸泡 12h，去除沫内未反应的有机试剂。将样品放入马弗炉中,在 N2的氛围下进行高温碳化,以 5℃的速度加热到 300℃，保持 20min,再以 2℃/min 的速率加热至 600℃，保持 30min，最以 1℃/min 的速率加热至 800℃，保温 1h。得到以酚醛树脂为前驱体的 GO/SiO2改性泡沫。表 2-2 发泡过程中实验原料配比Table 2-2 The raw material and dosage of the experiment
图 2-2 实验过程流程图Figure 2-2 The experimental process flow chart方法杂化材料的红外光谱分析默飞世尔 NICOLET-10 型傅立叶红外光谱仪（FTIRSpectrometer）产物进行红外表征，分析杂化材料及其中间产物的特征吸收峰，确所含基团。杂化材料的透射电镜分析日本日立公司 H-800-1 型透射电镜观察粒子的表观形貌，探究 GO/形态变化。测试电压加速为 20kV。杂化材料的 X 射线衍射分析进一步探究 GO 以及 GO/SiO2杂化材料内部的晶体结构，实验中利限公司的 D8X 射线衍射仪对 GO 以及 GO/SiO2的内部结构进行分米材料晶体的变化。测试电压为 40kV，测试电流为 30mA，扫描范围
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米碳颗粒增强型酚醛建筑泡沫的力学性能和热性能研究[J]. 陈竣. 塑料工业. 2017(06)
[2]氧化石墨烯/二氧化硅复合材料对铀（Ⅵ）的吸附性能[J]. 王亮,谢水波,杨金辉,曾涛涛,刘金香. 中国有色金属学报. 2016(06)
[3]石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备及其吸波性能研究[J]. 张睿,黄小萧,张晓东,温广武. 炭素. 2016 (01)
[4]短切碳纤维增强硬质聚氨酯泡沫复合材料压缩强度与形貌研究[J]. 余训章. 玻璃钢/复合材料. 2015(02)
[5]石墨烯/SiO2杂化材料增强增韧环氧树脂基复合材料[J]. 李佳铌,俞科静,钱坤,曹海建,卢雪峰,孙洁. 材料导报. 2014(20)
[6]氧化石墨烯-SiO2杂化材料对环氧树脂拉伸性能的影响[J]. 李佳铌,俞科静,钱坤,曹海建,卢雪峰,孙洁. 复合材料学报. 2014(05)
[7]雷达隐身常用电磁波吸收材料研究进展[J]. 高海波,鲜勤,王健伦,周丽娜. 表面技术. 2013(06)
[8]石墨烯/聚苯胺复合材料的电磁屏蔽性能[J]. 袁冰清,郁黎明,盛雷梅,安康,陈雅妮,赵新洛. 复合材料学报. 2013(01)
[9]电磁屏蔽织物材料研究进展[J]. 潘智勇,张慧,吴中伟,张聪,赵前进,汤伟,高沛. 科技导报. 2009(24)
[10]运用分形方法预测石墨化碳泡沫方向导热系数[J]. 许志,王依民,王勇. 材料导报. 2009(16)
博士论文
[1]碳纳米材料电磁特性研究[D]. 温博.北京理工大学 2015
[2]泡沫Fe-Ni电磁屏蔽材料的设计与屏蔽机理研究[D]. 黄晓莉.哈尔滨工业大学 2009
[3]高性能碳泡沫的制备与研究[D]. 王新营.东华大学 2007
硕士论文
[1]基于改性石墨烯和磁性四氧化三铁的新型样品预处理方法研究[D]. 张淑兰.河北大学 2015
[2]石墨烯负载四氧化三铁复合粉末的微波吸收性能研究[D]. 马二龙.天津大学 2012
[3]四氧化三铁/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其微波吸收性能和锂电性能研究[D]. 徐怀良.安徽大学 2012
[4]碳纤维/镍粉/聚丙烯电磁屏蔽复合材料的制备及其性能研究[D]. 单燕飞.华南理工大学 2012
[5]碳泡沫的制备及其电化学性能研究[D]. 商晓陈.长沙理工大学 2011
[6]基于分形理论的高性能碳泡沫制备及热性能研究[D]. 王勇.东华大学 2009
[7]碳泡沫的发泡法和模板法制备及其表征[D]. 田辞.同济大学 2008
[8]中间相沥青的调制和碳泡沫的制备[D]. 钟继鸣.东华大学 2006
[9]碳纤维排布方式对结构吸波材料吸波性能的影响及其机理分析[D]. 郭伟凯.天津大学 2004
本文编号：3208114
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁波在碳泡沫中的衰减
图 2-1 GO/SiO2杂化材料的制备原理Figure 2-1 The schematic diagram of the preparation of GO/SiO2.2.1.4 GO/SiO2杂化材料改性碳泡沫的制备将 GO/SiO2杂化材料以 0.5wt%，1wt%，1.5wt%的比例加入酚醛树脂中，以 3000r/的速度搅拌均匀，在树脂中加入固化剂（苯酚磺酸），发泡剂（正戊烷），匀泡剂（Tween8表面活性剂（硅油）混合均匀后，放入模具中，在 75oC 条件下发泡 2h 制备出 GO/S杂化材料改性的酚醛泡沫；将上述制备好的酚醛基体放入丙酮溶液中浸泡 12h，去除沫内未反应的有机试剂。将样品放入马弗炉中,在 N2的氛围下进行高温碳化,以 5℃的速度加热到 300℃，保持 20min,再以 2℃/min 的速率加热至 600℃，保持 30min，最以 1℃/min 的速率加热至 800℃，保温 1h。得到以酚醛树脂为前驱体的 GO/SiO2改性泡沫。表 2-2 发泡过程中实验原料配比Table 2-2 The raw material and dosage of the experiment
图 2-2 实验过程流程图Figure 2-2 The experimental process flow chart方法杂化材料的红外光谱分析默飞世尔 NICOLET-10 型傅立叶红外光谱仪（FTIRSpectrometer）产物进行红外表征，分析杂化材料及其中间产物的特征吸收峰，确所含基团。杂化材料的透射电镜分析日本日立公司 H-800-1 型透射电镜观察粒子的表观形貌，探究 GO/形态变化。测试电压加速为 20kV。杂化材料的 X 射线衍射分析进一步探究 GO 以及 GO/SiO2杂化材料内部的晶体结构，实验中利限公司的 D8X 射线衍射仪对 GO 以及 GO/SiO2的内部结构进行分米材料晶体的变化。测试电压为 40kV，测试电流为 30mA，扫描范围
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米碳颗粒增强型酚醛建筑泡沫的力学性能和热性能研究[J]. 陈竣. 塑料工业. 2017(06)
[2]氧化石墨烯/二氧化硅复合材料对铀（Ⅵ）的吸附性能[J]. 王亮,谢水波,杨金辉,曾涛涛,刘金香. 中国有色金属学报. 2016(06)
[3]石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备及其吸波性能研究[J]. 张睿,黄小萧,张晓东,温广武. 炭素. 2016 (01)
[4]短切碳纤维增强硬质聚氨酯泡沫复合材料压缩强度与形貌研究[J]. 余训章. 玻璃钢/复合材料. 2015(02)
[5]石墨烯/SiO2杂化材料增强增韧环氧树脂基复合材料[J]. 李佳铌,俞科静,钱坤,曹海建,卢雪峰,孙洁. 材料导报. 2014(20)
[6]氧化石墨烯-SiO2杂化材料对环氧树脂拉伸性能的影响[J]. 李佳铌,俞科静,钱坤,曹海建,卢雪峰,孙洁. 复合材料学报. 2014(05)
[7]雷达隐身常用电磁波吸收材料研究进展[J]. 高海波,鲜勤,王健伦,周丽娜. 表面技术. 2013(06)
[8]石墨烯/聚苯胺复合材料的电磁屏蔽性能[J]. 袁冰清,郁黎明,盛雷梅,安康,陈雅妮,赵新洛. 复合材料学报. 2013(01)
[9]电磁屏蔽织物材料研究进展[J]. 潘智勇,张慧,吴中伟,张聪,赵前进,汤伟,高沛. 科技导报. 2009(24)
[10]运用分形方法预测石墨化碳泡沫方向导热系数[J]. 许志,王依民,王勇. 材料导报. 2009(16)
博士论文
[1]碳纳米材料电磁特性研究[D]. 温博.北京理工大学 2015
[2]泡沫Fe-Ni电磁屏蔽材料的设计与屏蔽机理研究[D]. 黄晓莉.哈尔滨工业大学 2009
[3]高性能碳泡沫的制备与研究[D]. 王新营.东华大学 2007
硕士论文
[1]基于改性石墨烯和磁性四氧化三铁的新型样品预处理方法研究[D]. 张淑兰.河北大学 2015
[2]石墨烯负载四氧化三铁复合粉末的微波吸收性能研究[D]. 马二龙.天津大学 2012
[3]四氧化三铁/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其微波吸收性能和锂电性能研究[D]. 徐怀良.安徽大学 2012
[4]碳纤维/镍粉/聚丙烯电磁屏蔽复合材料的制备及其性能研究[D]. 单燕飞.华南理工大学 2012
[5]碳泡沫的制备及其电化学性能研究[D]. 商晓陈.长沙理工大学 2011
[6]基于分形理论的高性能碳泡沫制备及热性能研究[D]. 王勇.东华大学 2009
[7]碳泡沫的发泡法和模板法制备及其表征[D]. 田辞.同济大学 2008
[8]中间相沥青的调制和碳泡沫的制备[D]. 钟继鸣.东华大学 2006
[9]碳纤维排布方式对结构吸波材料吸波性能的影响及其机理分析[D]. 郭伟凯.天津大学 2004
本文编号：3208114
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