轻质CB/RGO复合涂层的制备及其吸波性能研究
发布时间：2021-08-05 20:17
目的制备吸波性能优异的碳基复合吸波涂层。方法采用液相法在导电炭黑（CB）体系中原位生长还原氧化石墨烯（RGO）材料,合成了CB/RGO复合吸收剂,并以环氧树脂为基体制备了CB/RGO复合涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对制备的CB/RGO复合吸收剂进行微观结构表征,研究了吸收剂填充量和厚度对涂层电磁性能的影响规律。结果微观结构分析表明,CB以一种类似"葡萄状"的结构形态附着在石墨烯片层之间,在其表面实现包覆性生长,分散均匀且具有较好的附着力;制备的CB/RGO复合涂层质地均匀,密度仅为1.1 g/cm3,兼具轻质柔性的特征。微波反射率测试结果显示,在高填充量3.0%和3.7%下,涂层均未表现出明显的强电磁吸收能力,而在低填充量1.6%和2.3%下,涂层表现出十分优异的微波吸收性能。结论当填充量为2.3%、厚度为1.9 mm时,涂层表现出最佳的吸波性能,最大吸波强度为-17.1 dB,有效吸波频宽达到6.63 GHz,覆盖整个测量频段的66.3%,显示出良好的宽频吸波性能。另外,当厚度为2.5 mm时,填充量为2.3%的涂层实现了雷达波在...
【文章来源】：表面技术. 2020,49(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
CB/RGO复合材料的SEM图
为了解决CB粉末在水溶液中难以分散、与石墨烯结合困难的问题，实验选用CTAB作为分散剂。CTAB是一种阳离子表面活性剂，其分子可溶于水，并且在水溶液中电离成CTA+和Br-，CTA+一端疏水性的非极性烃链可有效吸附CB颗粒，形成带正电荷的CTA-CB+胶束，极大地降低了CB颗粒固液界面的表面张力，使得CB颗粒在水溶液中分散良好。在GO水溶液中，GO表面官能团在水中电离，使GO片带负电，带正电的CTA-CB+胶束被GO片层上带负电的官能团吸引，在超声振荡作用下，CTA-CB+胶束均匀分散在GO表面，形成了GO-CTA-CB水溶胶。2.3 电磁性能分析
图3所示为实验制备的CB/RGO复合涂层（四种填充量）在8～18 GHz频段内的电磁参数。图3a和图3b分别为涂层的介电常数实部和虚部，可以看出，随着CB/RGO复合粉体填充量的梯度增加，涂层的介电常数实部和虚部均呈现出较为平稳的增长趋势，且增长趋势保持一致。当粉体填充量为1.6%时，涂层的介电常数实部在6～8之间，虚部在3～5之间，并且均随频率的增大而逐渐减小；当填充量增加到2.3%时，涂层的介电常数实部上升到6.5～8.5之间，虚部略微有所上升，幅度很小；当填充量继续增加至3.0%时，涂层的介电常数实部继续上升，在8～11之间，虚部上升至6～8之间，增幅较大；当填充量增至最大值3.7%时，涂层的介电常数实部和虚部也达到最大值，分别增至10.5～14和7.5～11。综合分析四种填充量下涂层的介电常数，可以发现，在低填充量1.6%和2.3%时，涂层的介电常数值较为接近。图3c和图3d分别为涂层磁导率实部和虚部，可以看出，无论CB/RGO复合粉体的填充量如何变化，涂层的磁导率实部始终保持在1.0左右，磁导率虚部在0～0.15之间，这充分表明了CB/RGO复合材料属于纯介电型材料。因此，在研究涂层微波吸收性能时，可忽略其磁损耗性能。2.4 微波吸收性能分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]PVP对石墨烯/Fe3O4复合吸波材料形貌及吸波性能的影响[J]. 黄玉炜,王玉江,魏世丞,梁义,黄威,王博,徐滨士. 表面技术. 2018(04)
[2]空气层匹配碳纤维吸波涂层的吸波性能[J]. 陶睿,刘朝辉,班国东,罗平. 表面技术. 2017(10)
[3]新型碳系吸波涂层材料研究进展[J]. 陶睿,刘朝辉,班国东,林锐,丁逸栋,杨洪波. 表面技术. 2017(03)
[4]新型涂覆型雷达吸波材料的研究进展[J]. 班国东,刘朝辉,叶圣天,王飞,贾艺凡,丁逸栋,林锐. 表面技术. 2016(06)
[5]掺杂碳化硅对纳米炭黑导电和吸波性能的影响[J]. 吴友朋,刘祥萱,张泽洋. 表面技术. 2010(05)
本文编号：3324396
【文章来源】：表面技术. 2020,49(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
CB/RGO复合材料的SEM图
为了解决CB粉末在水溶液中难以分散、与石墨烯结合困难的问题，实验选用CTAB作为分散剂。CTAB是一种阳离子表面活性剂，其分子可溶于水，并且在水溶液中电离成CTA+和Br-，CTA+一端疏水性的非极性烃链可有效吸附CB颗粒，形成带正电荷的CTA-CB+胶束，极大地降低了CB颗粒固液界面的表面张力，使得CB颗粒在水溶液中分散良好。在GO水溶液中，GO表面官能团在水中电离，使GO片带负电，带正电的CTA-CB+胶束被GO片层上带负电的官能团吸引，在超声振荡作用下，CTA-CB+胶束均匀分散在GO表面，形成了GO-CTA-CB水溶胶。2.3 电磁性能分析
图3所示为实验制备的CB/RGO复合涂层（四种填充量）在8～18 GHz频段内的电磁参数。图3a和图3b分别为涂层的介电常数实部和虚部，可以看出，随着CB/RGO复合粉体填充量的梯度增加，涂层的介电常数实部和虚部均呈现出较为平稳的增长趋势，且增长趋势保持一致。当粉体填充量为1.6%时，涂层的介电常数实部在6～8之间，虚部在3～5之间，并且均随频率的增大而逐渐减小；当填充量增加到2.3%时，涂层的介电常数实部上升到6.5～8.5之间，虚部略微有所上升，幅度很小；当填充量继续增加至3.0%时，涂层的介电常数实部继续上升，在8～11之间，虚部上升至6～8之间，增幅较大；当填充量增至最大值3.7%时，涂层的介电常数实部和虚部也达到最大值，分别增至10.5～14和7.5～11。综合分析四种填充量下涂层的介电常数，可以发现，在低填充量1.6%和2.3%时，涂层的介电常数值较为接近。图3c和图3d分别为涂层磁导率实部和虚部，可以看出，无论CB/RGO复合粉体的填充量如何变化，涂层的磁导率实部始终保持在1.0左右，磁导率虚部在0～0.15之间，这充分表明了CB/RGO复合材料属于纯介电型材料。因此，在研究涂层微波吸收性能时，可忽略其磁损耗性能。2.4 微波吸收性能分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]PVP对石墨烯/Fe3O4复合吸波材料形貌及吸波性能的影响[J]. 黄玉炜,王玉江,魏世丞,梁义,黄威,王博,徐滨士. 表面技术. 2018(04)
[2]空气层匹配碳纤维吸波涂层的吸波性能[J]. 陶睿,刘朝辉,班国东,罗平. 表面技术. 2017(10)
[3]新型碳系吸波涂层材料研究进展[J]. 陶睿,刘朝辉,班国东,林锐,丁逸栋,杨洪波. 表面技术. 2017(03)
[4]新型涂覆型雷达吸波材料的研究进展[J]. 班国东,刘朝辉,叶圣天,王飞,贾艺凡,丁逸栋,林锐. 表面技术. 2016(06)
[5]掺杂碳化硅对纳米炭黑导电和吸波性能的影响[J]. 吴友朋,刘祥萱,张泽洋. 表面技术. 2010(05)
本文编号：3324396
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3324396.html
