炭/铁钴磁性金属复合吸波剂的构筑
发布时间：2021-09-05 04:38
随着信息技术和军事工业的发展,电磁辐射日益成为困扰人们的问题。为了解决这类问题,吸波材料得到了人们的关注。铁氧体和磁性合金是应用最广泛的磁性吸波材料,但是单一的磁性材料吸波效果并不能达到“薄轻宽强”的要求,为了达到更好的吸波效果,一般要求将介电性能好的和磁性能好的材料复合起来制备出既具备磁损耗性能又具备介电损耗性能的吸波材料。溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米材料的方法,该方法操作简便、成本低。本文针对传统吸波材料形貌单一、应用范围窄的缺点,采用溶胶-凝胶法结合后续的固相烧结制备出具有纳米线形貌的炭/铁钴合金复合吸波剂及三维复合吸波剂。同时我们也讨论了形貌形成的原因以及制备过程中的各种参数对吸波性能的影响及相应的吸波机制。以柠檬酸、硝酸钴和硝酸铁为原料,采用溶胶-凝胶法制备了金属-柠檬酸前驱体。将这个前驱体与尿素和氧化石墨烯溶液以不同比例混合,再经过900℃的固相烧结得到直径约20 nm,长约5μm的CoFe纳米线。纳米线通常附着在还原氧化石墨烯片层上,纳米线尺寸较为均一、分散。这种碳片层上生长的CoFe纳米线具有优异的吸波性能,在2～5 mm每个厚度下反射损耗的峰值均低于-10 dB,...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学气相沉积法制备ZnO纳米线阵列[17]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文6气态的先驱反应物，通过原子、分子间化学反应，使得气态前驱体中的某些成分分解，从而在基体上沉积。这种方法制备出来的纳米材料纯度比较高，但是制备成本也较高，而且对制备技术的要求也较高。可以通过控制气体的反应速率来控制沉积速率，从而得到质量较好的一维纳米材料。例如Wang等将ZnO气化后沉积在由Au催化剂构筑的模板阵列上，如图1-1所示。通过气-液-固(VLS)纳米线成长原理制得了ZnO纳米线阵列[17]。图1-1化学气相沉积法制备ZnO纳米线阵列[17]2.水热/溶剂热法水热法是在一种密封的压力容器中，以水为溶剂，将粉体经溶解和再结晶，从而得到纳米材料的方法。水热法制得的纳米材料具有结晶性好、粒径小且不易团聚等特点。水热法制备方法简单，且便于操控，可以通过控制反应容器内的温度、压力、时间以及溶液的浓度和反应物比例等影响因素来控制反应过程从而改变纳米晶体的形成；溶剂热法是在水热法的基础上发展起来的，两种方法具有异曲同工之妙。它是指在密闭体系内，以有机物或非水介质为溶剂，在一定的温度和压力下，原始混合物进行反应的一种合成方法。由于不同的有机溶剂性质(密度、粘度、沸点等）不同，导致生成物质的形态以及结合的过程都不同[18]。Zhang等人以PVP/乙二醇为溶剂，通过溶剂热法制备出了Ag纳米线，如图1-2所示。图1-2溶剂热法制备Ag纳米线[18]
板，通过物理或化学方法将相关材料沉积到模板中，而后去除模板，得到具有模板形貌与尺寸的纳米材料的过程。模板法根据其模板自身的特点和能力又可分为硬模板法和软模板法两种。硬模板合成法主要是利用模板的孔道，使想要制备的物质从开口处进入孔道，使其沉积到模板孔洞内，形成与模板尺寸、形貌相同的纳米材料。这种方法可以严格的控制纳米材料的大小和形貌；软模板法能够提供一个处于动态平衡的空腔，物质可以透过腔壁扩散进出。软模板通常是由表面活性剂聚集而成的。软模板的形态具有多样性，可以模拟生物的形貌[20]。如图1-3所示，Chen通过制备出AAO(多孔氧化铝模板)来制备出尺寸均一稳定的碳纳米管阵列；软模板法一般是通过生物作为模板，将要所得的材料放入生物模板中，形成特定形态的纳米材料。软模板法的优点是可以制备出特殊形状的材料，缺点是模板不稳定易破坏。Tim通过利用一种病毒作为生物软模板合成了Co3O4纳米线。图1-3左为硬模板法制备碳纳米管阵列，右为软模板法制备Co3O4纳米线[20]
【参考文献】：
期刊论文
[1]木陶瓷的研究进展及发展趋势[J]. 孙德林,计晓琴,王张恒,孙振宇,朱志红. 林业工程学报. 2020(01)
[2]蜂窝吸波材料的研究现状:从基材到测试[J]. 张颖,盛家琪,刘列,樊迪刚,李恩. 安全与电磁兼容. 2019(01)
[3]异形蜂窝吸波材料的设计与研制[J]. 郭雪松,陈乐,孙惠敏,顾兆栴,夏晨硕. 玻璃钢/复合材料. 2018(12)
[4]溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成纳米尖晶石型AFe2O4[J]. 薛锐,王永强,臧萌,陈曦,刘敏敏,赵朝成. 功能材料. 2017(06)
[5]电磁波的生物效应与人体健康[J]. 吴石增. 中南民族大学学报(自然科学版). 2010(01)
博士论文
[1]碳纳米管膜/磁性金属纳米线吸波材料制备与研究[D]. 沈俊尧.哈尔滨工业大学 2019
[2]钴镍金属及石墨烯复合吸波材料制备与性能[D]. 王莹.哈尔滨工业大学 2019
[3]铁氧体逾渗复合材料的超常电磁性能[D]. 陈敏.山东大学 2018
[4]轻质多功能多孔碳材料的制备及性能研究[D]. 袁野.哈尔滨工业大学 2018
[5]碳基复合吸波材料的制备及性能研究[D]. 王雯.山东大学 2012
硕士论文
[1]溶胶凝胶制备磁性纤维及其吸波性能研究[D]. 冯一哲.哈尔滨工业大学 2019
[2]多孔碳材料的制备及其电磁波吸收性能的研究[D]. 刘志.吉林大学 2017
本文编号：3384686
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学气相沉积法制备ZnO纳米线阵列[17]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文6气态的先驱反应物，通过原子、分子间化学反应，使得气态前驱体中的某些成分分解，从而在基体上沉积。这种方法制备出来的纳米材料纯度比较高，但是制备成本也较高，而且对制备技术的要求也较高。可以通过控制气体的反应速率来控制沉积速率，从而得到质量较好的一维纳米材料。例如Wang等将ZnO气化后沉积在由Au催化剂构筑的模板阵列上，如图1-1所示。通过气-液-固(VLS)纳米线成长原理制得了ZnO纳米线阵列[17]。图1-1化学气相沉积法制备ZnO纳米线阵列[17]2.水热/溶剂热法水热法是在一种密封的压力容器中，以水为溶剂，将粉体经溶解和再结晶，从而得到纳米材料的方法。水热法制得的纳米材料具有结晶性好、粒径小且不易团聚等特点。水热法制备方法简单，且便于操控，可以通过控制反应容器内的温度、压力、时间以及溶液的浓度和反应物比例等影响因素来控制反应过程从而改变纳米晶体的形成；溶剂热法是在水热法的基础上发展起来的，两种方法具有异曲同工之妙。它是指在密闭体系内，以有机物或非水介质为溶剂，在一定的温度和压力下，原始混合物进行反应的一种合成方法。由于不同的有机溶剂性质(密度、粘度、沸点等）不同，导致生成物质的形态以及结合的过程都不同[18]。Zhang等人以PVP/乙二醇为溶剂，通过溶剂热法制备出了Ag纳米线，如图1-2所示。图1-2溶剂热法制备Ag纳米线[18]
板，通过物理或化学方法将相关材料沉积到模板中，而后去除模板，得到具有模板形貌与尺寸的纳米材料的过程。模板法根据其模板自身的特点和能力又可分为硬模板法和软模板法两种。硬模板合成法主要是利用模板的孔道，使想要制备的物质从开口处进入孔道，使其沉积到模板孔洞内，形成与模板尺寸、形貌相同的纳米材料。这种方法可以严格的控制纳米材料的大小和形貌；软模板法能够提供一个处于动态平衡的空腔，物质可以透过腔壁扩散进出。软模板通常是由表面活性剂聚集而成的。软模板的形态具有多样性，可以模拟生物的形貌[20]。如图1-3所示，Chen通过制备出AAO(多孔氧化铝模板)来制备出尺寸均一稳定的碳纳米管阵列；软模板法一般是通过生物作为模板，将要所得的材料放入生物模板中，形成特定形态的纳米材料。软模板法的优点是可以制备出特殊形状的材料，缺点是模板不稳定易破坏。Tim通过利用一种病毒作为生物软模板合成了Co3O4纳米线。图1-3左为硬模板法制备碳纳米管阵列，右为软模板法制备Co3O4纳米线[20]
【参考文献】：
期刊论文
[1]木陶瓷的研究进展及发展趋势[J]. 孙德林,计晓琴,王张恒,孙振宇,朱志红. 林业工程学报. 2020(01)
[2]蜂窝吸波材料的研究现状:从基材到测试[J]. 张颖,盛家琪,刘列,樊迪刚,李恩. 安全与电磁兼容. 2019(01)
[3]异形蜂窝吸波材料的设计与研制[J]. 郭雪松,陈乐,孙惠敏,顾兆栴,夏晨硕. 玻璃钢/复合材料. 2018(12)
[4]溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成纳米尖晶石型AFe2O4[J]. 薛锐,王永强,臧萌,陈曦,刘敏敏,赵朝成. 功能材料. 2017(06)
[5]电磁波的生物效应与人体健康[J]. 吴石增. 中南民族大学学报(自然科学版). 2010(01)
博士论文
[1]碳纳米管膜/磁性金属纳米线吸波材料制备与研究[D]. 沈俊尧.哈尔滨工业大学 2019
[2]钴镍金属及石墨烯复合吸波材料制备与性能[D]. 王莹.哈尔滨工业大学 2019
[3]铁氧体逾渗复合材料的超常电磁性能[D]. 陈敏.山东大学 2018
[4]轻质多功能多孔碳材料的制备及性能研究[D]. 袁野.哈尔滨工业大学 2018
[5]碳基复合吸波材料的制备及性能研究[D]. 王雯.山东大学 2012
硕士论文
[1]溶胶凝胶制备磁性纤维及其吸波性能研究[D]. 冯一哲.哈尔滨工业大学 2019
[2]多孔碳材料的制备及其电磁波吸收性能的研究[D]. 刘志.吉林大学 2017
本文编号：3384686
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