FeSiCr/PANI复合材料的制备及吸波性能
发布时间：2021-08-19 17:35
随着科学技术的不断进步与发展,各种电子产品也不断的在扩展更新,而其产生的电磁波辐射由于看不见,摸不着,闻不到已成为了一种新的社会公害。电磁波辐射不仅会威胁人体的身心健康,同时也使得电子设备不能正常运行。因此,吸波材料的研究有着重要的意义。将片状铁硅铬（FeSiCr）磁粉与导电高分子复合,可制备出既具有磁损耗又具有电损耗的复合材料,能有效的改善FeSiCr磁粉密度大和损耗机制单一等问题,从而使得吸波性能得到有效改善。本文以片状Fe SiCr磁粉为基体,将苯胺（An）单体通过原位聚合法聚合在Fe SiCr表面,制备出铁硅铬/聚苯胺（FeSiCr/PANI）复合材料。通过X-射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和四探针测试仪对材料进行表征,并讨论了An含量和磁场大小对复合材料吸波性能的影响以及Fe SiCr磁粉表面的改性机理,结果表明:（1）采用正硅酸乙酯（Tetraethyl Orthosilicate TEOS）和硅烷偶联剂（KH550）对片状铁硅铬磁粉进行表面改性,通过改性剂的水解、缩合反应在铁硅铬磁粉表面分别引入了-OH和-NH2,能有效地改善...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚苯胺的结构
第2章实验内容19(a)(b)图2.2模具样品(a)2.6~3.95GHz；(b)3.95~5.85GHzFig.2.2Themoldsamples(a)2.6~3.95GHzand(b)3.95~5.85GHz2.4材料的结构及性能表征2.4.1X射线衍射仪X射线衍射（X-rayDiffraction，XRD）是重要的相分析方法,通过对样品进行X射线衍射，获得样品的衍射图，并观察其相组成和晶体微观结构[60]。其原理为：每个晶体都具有周期性结构，当X射线与晶胞具有相近尺寸时，入射的X射线将发生衍射，强度与角度都发生变化，通过收集衍射数据，可以确定样品的晶粒尺寸、晶胞参数和晶相结构，通过对比标准PDF卡片，可以知道材料的相关信息[61]。本实验采用D/MAX-2200型X射线衍射仪，管电压和管电流分别为40kV和40mA，靶材为铜靶,角度范围为10°～80°，扫描速度为5°/min。2.4.2扫描电子显微镜扫描电子显微镜（ScanningElectronMicroscopy，SEM）是研究材料微观结构形貌的重要工具，它主要由四部分组成即真空系统、信号接受处理系统、供电系统和电子光学系统[60]。其工作原理是：利用从电子枪阴极发射的电子束，经加速电位加速后扫描样品表面，被高能电子束轰击的样品将会激发出二次电子、背散射电子、特征X射线和俄歇电子等物理信号，把这些信号调制成像就可以用来观察试样的表面情况[17]。本实验采用的是JSM-6390型SEM，工作电压为20Kv。2.4.3傅里叶红外光谱傅里叶红外光谱（FourierTransformInfraredSpectra，FTIR）是根据物质的分子对不同波长红外光的吸收程度不同来研究物质的分子组成和结构[14]。当用红外
西安建筑科技大学硕士学位论文20线照射测试样品时，由于材料内部化学键结构的不同导致红外光的吸收程度不同，在根据获得的图谱频率的位置、形状和强度等信息，可以确定材料中包含的特征基团和化学键，从而确定组成结构[17]。本实验采用的是NicoletiS50型傅里叶红外光谱仪，使用KBr压片，波长为400~4000cm-1。2.4.4四探针测试仪四探针法是将四支以等间隔直线排列的金属探针，垂直压在任意形状的半导体表面，使电流在两支外探针之间通过，测量两支内探针间的电位差，根据一定的公式和校正方法可以求出半导体的电阻率，它具有不需校正的优点[48]。本实验使用的是ST2253型数字式四探针测试仪，测试样品的规格是厚为2mm，直径为30mm的圆形薄片，如图2.3所示。图2.3聚苯胺样品Fig.2.3Polyanilinesample2.4.5矢量网络分析仪矢量网络分析仪（VectorNetworkAnalyzer）是由激励源、信号分离电路、微处理器和接收机组成[60]。其工作原理是：先将激励源信号通过信号分离装置分为为两个信号部分，一部分作为参考信号R进入接收机测试，另一部分通过定向耦合器取出，将这两部分信号的相位和幅度信息利用采样变频法转移到中低频，从而能够勘测相位和幅度信息之间的关系，最后经模数转换、数字信号处理和比值运算求出测试端的S参数[62]。矢量网络分析仪利用传输线理论，通过测定材料的复数介电常数和复数磁导率来计算材料的反射率[8]。本实验使用得是E8362B型矢量网络分析仪，检测范围为2.6-5.85GHz。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面改性对FeSiCr磁性吸波材料耐温吸波性能的影响[J]. 洪起虎,燕绍九,陈翔,李秀辉,彭思侃. 特种铸造及有色合金. 2019(02)
[2]膨胀石墨/聚苯胺复合材料的制备及吸波性能研究[J]. 段文静,张龙,王晓瑞,万晓娜,李慧,杜雪岩. 功能材料. 2018(05)
[3]两种连续SiC纤维的高温介电及吸波性能对比[J]. 穆阳,邓佳欣,李皓,周万城. 无机材料学报. 2018(04)
[4]聚苯胺/四氧化三铁吸波材料的制备与性能[J]. 王海花,罗璐,李小瑞,张静文,王瑞芳. 精细化工. 2017(09)
[5]碳纤维/铁硅铝复合材料的低频吸波性能[J]. 金丹,祁远东,郭宇鹏,丁冬海. 材料导报. 2016(20)
[6]弱磁场对EP/MWCNTs–Fe3O4复合材料结构与性能的影响[J]. 周还潮,马传国,张晶晶. 工程塑料应用. 2015(10)
[7]不同质子酸掺杂对聚苯胺合成与性能的影响[J]. 唐秀兰,曾明,张勇,顾花林,王国尧,林杨,吴宇浩,张燕,彭娅. 塑料工业. 2014(11)
[8]碳酸钡-聚苯胺复合材料的制备及吸波性能[J]. 景红霞,李巧玲,叶云,裴王军. 功能高分子学报. 2013(04)
[9]XRD在无机合成中物相分析的应用[J]. 徐玉林,徐明波,杨水金. 湖北师范学院学报(自然科学版). 2013(04)
[10]吸波材料的研究现状及其发展趋势[J]. 刘丹莉,刘平安,杨青松,唐国武,赵立英,曾凡聪. 材料导报. 2013(17)
博士论文
[1]聚苯胺质子化及电荷传输机理的研究[D]. 张亚红.大连理工大学 2018
[2]石墨烯—导电聚合物—磁性纳米粒子复合材料的制备及微波吸收性能的研究[D]. 刘攀博.西北工业大学 2015
[3]铁磁性吸波材料的制备及其电磁性能研究[D]. 刘立东.大连理工大学 2011
[4]FeSiAl片状微粉的制备、结构及性能研究[D]. 周廷栋.电子科技大学 2009
[5]钴基金属包覆锶铁氧体复合粉末的制备和吸波性能研究[D]. 潘喜峰.上海交通大学 2008
[6]无机纳米材料的表面修饰改性与物性研究[D]. 薛茹君.合肥工业大学 2008
[7]低频微波吸收剂的优选、制备及性能研究[D]. 孙昌.山东大学 2007
硕士论文
[1]Fe基磁性金属及其石墨烯复合吸波材料研究[D]. 李俊.南京邮电大学 2019
[2]聚苯胺基复合材料的防腐吸波性能研究[D]. 刘日杰.扬州大学 2018
[3]石墨烯/FeSiAl复合材料的制备及吸波性能研究[D]. 郭宇鹏.西安建筑科技大学 2018
[4]复合助剂高能球磨对羰基铁粉低频吸波特性影响的研究[D]. 陈文俊.南京邮电大学 2017
[5]石墨烯/聚苯胺复合吸波剂的制备及其电磁性能研究[D]. 刘进.大连理工大学 2017
[6]聚苯胺/石墨纳米片复合导电防腐涂料制备及性能研究[D]. 张磊.长安大学 2016
[7]聚苯胺—石墨烯导电复合材料的制备及其性能的表征[D]. 孟君.青岛科技大学 2016
[8]聚苯胺纳米复合材料的制备及其微波吸收和电化学性能研究[D]. 葛传军.安徽大学 2016
[9]碳纤维/FeSi系复合材料吸波性能研究[D]. 祁远东.西安建筑科技大学 2016
[10]FeSi系合金片状吸波材料的制备及性能的研究[D]. 秦浩.西安建筑科技大学 2014
本文编号：3351841
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚苯胺的结构
第2章实验内容19(a)(b)图2.2模具样品(a)2.6~3.95GHz；(b)3.95~5.85GHzFig.2.2Themoldsamples(a)2.6~3.95GHzand(b)3.95~5.85GHz2.4材料的结构及性能表征2.4.1X射线衍射仪X射线衍射（X-rayDiffraction，XRD）是重要的相分析方法,通过对样品进行X射线衍射，获得样品的衍射图，并观察其相组成和晶体微观结构[60]。其原理为：每个晶体都具有周期性结构，当X射线与晶胞具有相近尺寸时，入射的X射线将发生衍射，强度与角度都发生变化，通过收集衍射数据，可以确定样品的晶粒尺寸、晶胞参数和晶相结构，通过对比标准PDF卡片，可以知道材料的相关信息[61]。本实验采用D/MAX-2200型X射线衍射仪，管电压和管电流分别为40kV和40mA，靶材为铜靶,角度范围为10°～80°，扫描速度为5°/min。2.4.2扫描电子显微镜扫描电子显微镜（ScanningElectronMicroscopy，SEM）是研究材料微观结构形貌的重要工具，它主要由四部分组成即真空系统、信号接受处理系统、供电系统和电子光学系统[60]。其工作原理是：利用从电子枪阴极发射的电子束，经加速电位加速后扫描样品表面，被高能电子束轰击的样品将会激发出二次电子、背散射电子、特征X射线和俄歇电子等物理信号，把这些信号调制成像就可以用来观察试样的表面情况[17]。本实验采用的是JSM-6390型SEM，工作电压为20Kv。2.4.3傅里叶红外光谱傅里叶红外光谱（FourierTransformInfraredSpectra，FTIR）是根据物质的分子对不同波长红外光的吸收程度不同来研究物质的分子组成和结构[14]。当用红外
西安建筑科技大学硕士学位论文20线照射测试样品时，由于材料内部化学键结构的不同导致红外光的吸收程度不同，在根据获得的图谱频率的位置、形状和强度等信息，可以确定材料中包含的特征基团和化学键，从而确定组成结构[17]。本实验采用的是NicoletiS50型傅里叶红外光谱仪，使用KBr压片，波长为400~4000cm-1。2.4.4四探针测试仪四探针法是将四支以等间隔直线排列的金属探针，垂直压在任意形状的半导体表面，使电流在两支外探针之间通过，测量两支内探针间的电位差，根据一定的公式和校正方法可以求出半导体的电阻率，它具有不需校正的优点[48]。本实验使用的是ST2253型数字式四探针测试仪，测试样品的规格是厚为2mm，直径为30mm的圆形薄片，如图2.3所示。图2.3聚苯胺样品Fig.2.3Polyanilinesample2.4.5矢量网络分析仪矢量网络分析仪（VectorNetworkAnalyzer）是由激励源、信号分离电路、微处理器和接收机组成[60]。其工作原理是：先将激励源信号通过信号分离装置分为为两个信号部分，一部分作为参考信号R进入接收机测试，另一部分通过定向耦合器取出，将这两部分信号的相位和幅度信息利用采样变频法转移到中低频，从而能够勘测相位和幅度信息之间的关系，最后经模数转换、数字信号处理和比值运算求出测试端的S参数[62]。矢量网络分析仪利用传输线理论，通过测定材料的复数介电常数和复数磁导率来计算材料的反射率[8]。本实验使用得是E8362B型矢量网络分析仪，检测范围为2.6-5.85GHz。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面改性对FeSiCr磁性吸波材料耐温吸波性能的影响[J]. 洪起虎,燕绍九,陈翔,李秀辉,彭思侃. 特种铸造及有色合金. 2019(02)
[2]膨胀石墨/聚苯胺复合材料的制备及吸波性能研究[J]. 段文静,张龙,王晓瑞,万晓娜,李慧,杜雪岩. 功能材料. 2018(05)
[3]两种连续SiC纤维的高温介电及吸波性能对比[J]. 穆阳,邓佳欣,李皓,周万城. 无机材料学报. 2018(04)
[4]聚苯胺/四氧化三铁吸波材料的制备与性能[J]. 王海花,罗璐,李小瑞,张静文,王瑞芳. 精细化工. 2017(09)
[5]碳纤维/铁硅铝复合材料的低频吸波性能[J]. 金丹,祁远东,郭宇鹏,丁冬海. 材料导报. 2016(20)
[6]弱磁场对EP/MWCNTs–Fe3O4复合材料结构与性能的影响[J]. 周还潮,马传国,张晶晶. 工程塑料应用. 2015(10)
[7]不同质子酸掺杂对聚苯胺合成与性能的影响[J]. 唐秀兰,曾明,张勇,顾花林,王国尧,林杨,吴宇浩,张燕,彭娅. 塑料工业. 2014(11)
[8]碳酸钡-聚苯胺复合材料的制备及吸波性能[J]. 景红霞,李巧玲,叶云,裴王军. 功能高分子学报. 2013(04)
[9]XRD在无机合成中物相分析的应用[J]. 徐玉林,徐明波,杨水金. 湖北师范学院学报(自然科学版). 2013(04)
[10]吸波材料的研究现状及其发展趋势[J]. 刘丹莉,刘平安,杨青松,唐国武,赵立英,曾凡聪. 材料导报. 2013(17)
博士论文
[1]聚苯胺质子化及电荷传输机理的研究[D]. 张亚红.大连理工大学 2018
[2]石墨烯—导电聚合物—磁性纳米粒子复合材料的制备及微波吸收性能的研究[D]. 刘攀博.西北工业大学 2015
[3]铁磁性吸波材料的制备及其电磁性能研究[D]. 刘立东.大连理工大学 2011
[4]FeSiAl片状微粉的制备、结构及性能研究[D]. 周廷栋.电子科技大学 2009
[5]钴基金属包覆锶铁氧体复合粉末的制备和吸波性能研究[D]. 潘喜峰.上海交通大学 2008
[6]无机纳米材料的表面修饰改性与物性研究[D]. 薛茹君.合肥工业大学 2008
[7]低频微波吸收剂的优选、制备及性能研究[D]. 孙昌.山东大学 2007
硕士论文
[1]Fe基磁性金属及其石墨烯复合吸波材料研究[D]. 李俊.南京邮电大学 2019
[2]聚苯胺基复合材料的防腐吸波性能研究[D]. 刘日杰.扬州大学 2018
[3]石墨烯/FeSiAl复合材料的制备及吸波性能研究[D]. 郭宇鹏.西安建筑科技大学 2018
[4]复合助剂高能球磨对羰基铁粉低频吸波特性影响的研究[D]. 陈文俊.南京邮电大学 2017
[5]石墨烯/聚苯胺复合吸波剂的制备及其电磁性能研究[D]. 刘进.大连理工大学 2017
[6]聚苯胺/石墨纳米片复合导电防腐涂料制备及性能研究[D]. 张磊.长安大学 2016
[7]聚苯胺—石墨烯导电复合材料的制备及其性能的表征[D]. 孟君.青岛科技大学 2016
[8]聚苯胺纳米复合材料的制备及其微波吸收和电化学性能研究[D]. 葛传军.安徽大学 2016
[9]碳纤维/FeSi系复合材料吸波性能研究[D]. 祁远东.西安建筑科技大学 2016
[10]FeSi系合金片状吸波材料的制备及性能的研究[D]. 秦浩.西安建筑科技大学 2014
本文编号：3351841
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