石墨烯基钨/环氧树脂复合薄膜的设计、制备及其背衬吸声研究
发布时间：2022-10-28 22:10
目前制备服务于超声换能器的具有合适阻抗、高衰减和高强度的背衬材料受到广泛关注。通常背衬材料由聚合物基体如环氧树脂、聚氨酯和无机金属填充粉体如钨、铁、铜、锰、铝制备而成。环氧树脂由于其较好的热稳定性、抗蚀性和机械性能被广泛的应用于背衬材料制备领域。传统方法制备的薄膜的吸声性能相对较差,为了提高环氧树脂复合物的衰减值,通常对环氧树脂进行表面修饰以增加对声波能量的耗散。无机填充物和高聚物基体间由于化学属性的巨大差异,使得两者的界面能量很高,通常导致薄膜结构产生类如气泡和空穴等结构缺陷,会影响薄膜的声学性能。为了调控基体间的界面能,制备吸声性能优越的背衬材料,本论文设计了具有独特结构的石墨烯基钨/环氧树脂复合薄膜,并对其结构和吸声性能进行表征,根据其结构特性提出可能性的吸声机理,取得的一系列创新型研究成果:氧化石墨烯是由sp2和sp3杂化的六圆环碳原子堆积而成,面内有羟基和环氧基,边缘有羰基和羧基。期望利用氧化石墨烯的两亲性和柔韧性,以及氧化石墨烯与环氧树脂之间的相互作用来促进钨颗粒在环氧树脂基体中的分散。本文设计了钨/氧化石墨烯/环氧树脂的层层组装结构,有效地解决了基体团聚分散的问题,并优化...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的背景及研究目的和意义
1.2 背衬吸声材料的研究概述
1.3 石墨烯的结构特性
1.3.1 两亲性及官能团化氧化石墨烯
1.3.2 空间网状结构三维石墨烯
1.4 石墨烯基复合材料在声学及吸波领域的应用
1.4.1 石墨烯基复合材料在电磁屏蔽方面的应用
1.4.2 石墨烯基声学器件的应用
1.5 课题的研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验所用仪器及试剂
2.1.1 仪器设备
2.1.2 实验试剂
2.2 实验表征方法
2.2.1 红外光谱表征
2.2.2 拉曼光谱表征
2.2.3 X射线光电子能谱表征
2.2.4 透射电子显微镜表征
2.2.5 扫描电子显微镜表征
2.2.6 原子力显微镜表征
2.2.7 X射线粉末衍射表征
2.3 实验测试方法
2.3.1 热重分析测试
2.3.2 拉伸测试
2.3.3 声学参数测试
第3章 W/GO/E层层组装复合薄膜的制备、表征及其声学特性研究
3.1 引言
3.2 W/GO/E层层组装复合薄膜的制备
3.2.1 氧化石墨烯的制备
3.2.2 氧化石墨烯的表征
3.2.3 W/GO/E复合薄膜的制备
3.3 W/GO/E复合薄膜的成分分析及形貌表征
3.3.1 组装物粉体的成分分析及形貌表征
3.3.2 W薄膜和W/GO/E薄膜的断面形貌对比
3.4 W/GO/E复合薄膜的声学性能测试
3.4.1 W薄膜的声学性能测试
3.4.2 GO薄膜及GO/E复合薄膜的声学性能测试
3.4.3 W/GO/E复合薄膜的声学性能测试
3.5 W/GO/E复合薄膜的吸声机理研究
3.6 本章小结
第4章 W/E/GO/E层层组装复合薄膜的制备、表征及其声学特性研究
4.1 引言
4.2 W/E/GO/E层层组装复合薄膜的制备
4.3 W/E/GO/E复合薄膜的成分分析及形貌表征
4.3.1 组装物粉体的光谱表征
4.3.2 组装粉体的热重表征
4.3.3 组装物粉体的形貌表征
4.3.4 薄膜的断面形貌表征
4.4 W/E/GO/E与W/GO/E复合薄膜对比
4.4.1 W/E/GO/E与W/GO/E复合薄膜声学性能对比
4.4.2 W/GO/E与W/E/GO/E复合薄膜断面形貌对比
4.5 W/E/GO/E复合薄膜制备条件的优化及其声学性能表征
4.6 W/E/GO/E复合薄膜的力学性能表征
4.7 W/E/GO/E复合薄膜吸声机理研究
4.8 本章小结
第5章 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备、表征及其声学特性研究
5.1 引言
5.2 三维石墨烯的制备、表征
5.2.1 CVD法制备三维石墨烯
5.2.2 三维石墨烯的厚度及质量表征
5.3 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备、表征
5.3.1 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备
5.3.2 三维石墨烯骨架结构的形貌表征
5.3.3 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜的断面形貌表征
5.4 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜制备条件优化及其声学性能表征
5.4.1 稀释液乙醇含量优化
5.4.2 钨粉粒径及骨架方法优化
5.4.3 钨粉含量优化
5.5 本章小结
第6章 离心处理密堆积CT-GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备、表征及其声学特性研究
6.1 引言
6.2 离心处理密堆积CT-GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备
6.3 离心处理密堆积CT-GF/E@W@epoxy复合薄膜的形貌表征
6.3.1 多孔薄膜的形貌表征
6.3.2 致密薄膜的形貌表征
6.4 多孔薄膜与致密薄膜的声学特性对比
6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及申请专利
致谢
本文编号：3697377
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的背景及研究目的和意义
1.2 背衬吸声材料的研究概述
1.3 石墨烯的结构特性
1.3.1 两亲性及官能团化氧化石墨烯
1.3.2 空间网状结构三维石墨烯
1.4 石墨烯基复合材料在声学及吸波领域的应用
1.4.1 石墨烯基复合材料在电磁屏蔽方面的应用
1.4.2 石墨烯基声学器件的应用
1.5 课题的研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验所用仪器及试剂
2.1.1 仪器设备
2.1.2 实验试剂
2.2 实验表征方法
2.2.1 红外光谱表征
2.2.2 拉曼光谱表征
2.2.3 X射线光电子能谱表征
2.2.4 透射电子显微镜表征
2.2.5 扫描电子显微镜表征
2.2.6 原子力显微镜表征
2.2.7 X射线粉末衍射表征
2.3 实验测试方法
2.3.1 热重分析测试
2.3.2 拉伸测试
2.3.3 声学参数测试
第3章 W/GO/E层层组装复合薄膜的制备、表征及其声学特性研究
3.1 引言
3.2 W/GO/E层层组装复合薄膜的制备
3.2.1 氧化石墨烯的制备
3.2.2 氧化石墨烯的表征
3.2.3 W/GO/E复合薄膜的制备
3.3 W/GO/E复合薄膜的成分分析及形貌表征
3.3.1 组装物粉体的成分分析及形貌表征
3.3.2 W薄膜和W/GO/E薄膜的断面形貌对比
3.4 W/GO/E复合薄膜的声学性能测试
3.4.1 W薄膜的声学性能测试
3.4.2 GO薄膜及GO/E复合薄膜的声学性能测试
3.4.3 W/GO/E复合薄膜的声学性能测试
3.5 W/GO/E复合薄膜的吸声机理研究
3.6 本章小结
第4章 W/E/GO/E层层组装复合薄膜的制备、表征及其声学特性研究
4.1 引言
4.2 W/E/GO/E层层组装复合薄膜的制备
4.3 W/E/GO/E复合薄膜的成分分析及形貌表征
4.3.1 组装物粉体的光谱表征
4.3.2 组装粉体的热重表征
4.3.3 组装物粉体的形貌表征
4.3.4 薄膜的断面形貌表征
4.4 W/E/GO/E与W/GO/E复合薄膜对比
4.4.1 W/E/GO/E与W/GO/E复合薄膜声学性能对比
4.4.2 W/GO/E与W/E/GO/E复合薄膜断面形貌对比
4.5 W/E/GO/E复合薄膜制备条件的优化及其声学性能表征
4.6 W/E/GO/E复合薄膜的力学性能表征
4.7 W/E/GO/E复合薄膜吸声机理研究
4.8 本章小结
第5章 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备、表征及其声学特性研究
5.1 引言
5.2 三维石墨烯的制备、表征
5.2.1 CVD法制备三维石墨烯
5.2.2 三维石墨烯的厚度及质量表征
5.3 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备、表征
5.3.1 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备
5.3.2 三维石墨烯骨架结构的形貌表征
5.3.3 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜的断面形貌表征
5.4 三维石墨烯骨架GF/E@W@epoxy复合薄膜制备条件优化及其声学性能表征
5.4.1 稀释液乙醇含量优化
5.4.2 钨粉粒径及骨架方法优化
5.4.3 钨粉含量优化
5.5 本章小结
第6章 离心处理密堆积CT-GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备、表征及其声学特性研究
6.1 引言
6.2 离心处理密堆积CT-GF/E@W@epoxy复合薄膜的制备
6.3 离心处理密堆积CT-GF/E@W@epoxy复合薄膜的形貌表征
6.3.1 多孔薄膜的形貌表征
6.3.2 致密薄膜的形貌表征
6.4 多孔薄膜与致密薄膜的声学特性对比
6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及申请专利
致谢
本文编号：3697377
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