吸波功能粒子及其轻质宽频结构复合材料制备与性能研究
发布时间:2021-09-24 17:52
隐身技术对吸波材料有了新的“薄、轻、宽、强”的性能要求。相比于单层材料,多层复合材料具有更多灵活设计的可能。本文通过绿色还原剂和共沉淀工艺合成的还原氧化石墨烯与Fe3O4复合粒子,既可大规模稳定生产,又具有优异的电磁波吸收性能;石英纤维、玻璃纤维和碳纤维的多层组合可以提供良好的力学性能、耐腐蚀性能并构成吸波多层结构。此外,还对多层吸波复合材料进行了FEKO(任意复杂电磁场计算)模拟和实验测试,研究了单层和多层吸波复合材料的吸波机理并探索了频率选择表面多层复合材料的吸波性能与吸波机理。主要研究内容和结果如下:(1)通过XRD、FT-IR、XPS确定合成了Fe3O4-rGO损耗粒子,并且Fe3O4主要在rGO表面的含氧官能团上生成;通过SEM、TEM和HRTEM确定了Fe3O4-rGO的微观形貌;通过VSM确定了Fe3O4-rGO复合粒子是具有软磁性能的磁性材料;通过对组分...
【文章来源】:中北大学山西省
【文章页数】:96 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
Co3O4-rGO混合架构的形成过程[30]
中北大学学位论文8ZnOnws/rGO泡沫/PDMS复合材料在9.57GHz时的最小反射损耗值为27.8dB,厚度为4.8mm,有效吸收带宽为4.2GHz覆盖整个X波段(8.2-12.4GHz)。Wang.[35]等人将ZnO纳米晶体引入Fe3O4/MWCNTs复合材料中,厚度为3.5mm时最佳反射损耗在6.08GHz处达到-38.2dB。Feng.[36]等人通过简便的原位生长策略,用均匀分散的ZnO纳米晶体装饰还原的氧化石墨烯(rGO)。装载有15wt%复合材料的样品表现出最显着的微波吸收特性,具有强吸收(最大反射损失-54.2dB),宽有效吸收带宽(6.7GHz)和小厚度(2.4mm)。图1-2ZnOnws/rGO的形成过程示意图[34]Figure1-2SchematicillustrationoftheformationprocessofZnOnws/rGOfoam[34](3)核壳蛋黄型核壳蛋黄型,是将一堆核壳状的复合粒子填充到有机体内,入射波会在核壳粒子之间不断反射,当入射波入射进核壳粒子中时,电磁波经过多次反射和折射会大部分损耗。使得入射到复合材料的电磁波大量衰减。Liu.[37]等人通过对无定形蛋黄-壳锌-镍微球前体进行退火处理,制备了包覆有rGO杂化结构的蛋黄-壳ZnO-Ni-C,如图1-3所示。反射损耗(RL)的最小值在15.2GHz处为-59.3dB,厚度为2.05mm,并且有效衰减带宽在12.4至18GHz范围内。
中北大学学位论文9图1-3蛋黄-壳ZnO-Ni-C/rGO复合材料合成过程示意图[37]Figure1-3Schematicdiagramofthesynthesisprocessofeggyolk-shellZnO-Ni-C/rGOcomposite[37]Qi.[38]等人以Fe3O4为桥梁,采用简单的溶剂热-超声法成功制备了一种新型夹心型CNTs/Fe3O4/rGO复合材料。吸收剂厚度为2.5mm,在8.7GHz下显示出强烈的反射损耗(RL=-50dB)。Feng.[39]等人通过结合逐层涂覆工艺和化学蚀刻途径,成功合成了一系列具有不同空隙尺寸和TiO2壳厚度的卵黄壳ZnFe2O4/还原氧化石墨烯/TiO2(ZFO/rGO/TiO2)微球,如图1-4所示。厚度为2.6毫米,在15.92GHz时可达到-44.3dB,有效吸收带宽为4.1GHz。Lin.[40]等人通过原位聚合方法制备PANI/ZnO/CoFe2O4(CFO)复合材料。最大反射损耗在10.3GHz时为-41.9dB,匹配厚度为3.0mm。此外,PANI/ZnO/CFO复合材料的有效微波吸收带宽为8.7-12.6GHz。图1-4制备Y-ZFO-rGO-TiO2的示意图[39]Figure1-4SchematicillustrationofthepreparationofY-ZFO-rGO-TiO2[39]
【参考文献】:
期刊论文
[1]Modeling for multi-resonant behavior of broadband metamaterial absorber with geometrical substrate[J]. 张凯伦,侯志灵,毕松,房惠敏. Chinese Physics B. 2017(12)
博士论文
[1]石墨烯/环氧改性氰酸酯吸波复合材料的制备与性能研究[D]. 任芳.西北工业大学 2015
本文编号:3408184
【文章来源】:中北大学山西省
【文章页数】:96 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
Co3O4-rGO混合架构的形成过程[30]
中北大学学位论文8ZnOnws/rGO泡沫/PDMS复合材料在9.57GHz时的最小反射损耗值为27.8dB,厚度为4.8mm,有效吸收带宽为4.2GHz覆盖整个X波段(8.2-12.4GHz)。Wang.[35]等人将ZnO纳米晶体引入Fe3O4/MWCNTs复合材料中,厚度为3.5mm时最佳反射损耗在6.08GHz处达到-38.2dB。Feng.[36]等人通过简便的原位生长策略,用均匀分散的ZnO纳米晶体装饰还原的氧化石墨烯(rGO)。装载有15wt%复合材料的样品表现出最显着的微波吸收特性,具有强吸收(最大反射损失-54.2dB),宽有效吸收带宽(6.7GHz)和小厚度(2.4mm)。图1-2ZnOnws/rGO的形成过程示意图[34]Figure1-2SchematicillustrationoftheformationprocessofZnOnws/rGOfoam[34](3)核壳蛋黄型核壳蛋黄型,是将一堆核壳状的复合粒子填充到有机体内,入射波会在核壳粒子之间不断反射,当入射波入射进核壳粒子中时,电磁波经过多次反射和折射会大部分损耗。使得入射到复合材料的电磁波大量衰减。Liu.[37]等人通过对无定形蛋黄-壳锌-镍微球前体进行退火处理,制备了包覆有rGO杂化结构的蛋黄-壳ZnO-Ni-C,如图1-3所示。反射损耗(RL)的最小值在15.2GHz处为-59.3dB,厚度为2.05mm,并且有效衰减带宽在12.4至18GHz范围内。
中北大学学位论文9图1-3蛋黄-壳ZnO-Ni-C/rGO复合材料合成过程示意图[37]Figure1-3Schematicdiagramofthesynthesisprocessofeggyolk-shellZnO-Ni-C/rGOcomposite[37]Qi.[38]等人以Fe3O4为桥梁,采用简单的溶剂热-超声法成功制备了一种新型夹心型CNTs/Fe3O4/rGO复合材料。吸收剂厚度为2.5mm,在8.7GHz下显示出强烈的反射损耗(RL=-50dB)。Feng.[39]等人通过结合逐层涂覆工艺和化学蚀刻途径,成功合成了一系列具有不同空隙尺寸和TiO2壳厚度的卵黄壳ZnFe2O4/还原氧化石墨烯/TiO2(ZFO/rGO/TiO2)微球,如图1-4所示。厚度为2.6毫米,在15.92GHz时可达到-44.3dB,有效吸收带宽为4.1GHz。Lin.[40]等人通过原位聚合方法制备PANI/ZnO/CoFe2O4(CFO)复合材料。最大反射损耗在10.3GHz时为-41.9dB,匹配厚度为3.0mm。此外,PANI/ZnO/CFO复合材料的有效微波吸收带宽为8.7-12.6GHz。图1-4制备Y-ZFO-rGO-TiO2的示意图[39]Figure1-4SchematicillustrationofthepreparationofY-ZFO-rGO-TiO2[39]
【参考文献】:
期刊论文
[1]Modeling for multi-resonant behavior of broadband metamaterial absorber with geometrical substrate[J]. 张凯伦,侯志灵,毕松,房惠敏. Chinese Physics B. 2017(12)
博士论文
[1]石墨烯/环氧改性氰酸酯吸波复合材料的制备与性能研究[D]. 任芳.西北工业大学 2015
本文编号:3408184
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