树脂基纤维/铁纳米吸波复合材料的性能研究

发布时间：2024-06-25 19:07

　　本文采用直流电弧等离子体法制备铁纳米粒子,采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)表征其结构与物相。表征结果显示,铁纳米粒子为球形颗粒,呈核壳型结构,粒径范围为30-80 nm,壳厚约为2 nm,为体心立方结构。利用硅烷偶联剂KH550对铁纳米粒子进行表面改性,以增加其表面官能团,改善铁纳米粒子在环氧树脂基体中的分散稳定性。测试了改性前后的铁纳米粒子及KH550的傅里叶红外光谱,表征改性效果。分别将改性前后的铁纳米粒子超声分散在无水乙醇中,比较其分散稳定性。实验结果表明：KH550接枝到了铁纳米粒子表面并有效提高了其分散稳定性。以改性后的铁纳米粒子作为电磁波吸收剂,以环氧树脂E51作为基体,添加单向碳纤维织布和单向玻璃纤维织布,制备了具有功能结构一体化的吸波复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料截面进行观察并进行元素线扫描分析,可见铁纳米粒子及碳纤维与环氧树脂结合良好,铁纳米粒子在每层环氧树脂基体中呈梯度分布。利用三点弯曲法测试了复合材料的弯曲性能,通过比较含0wt.%和30wt.%铁纳米粒子的两种碳纤维树脂基复合材料,发现后者比前者弯曲强度小了5.8%,两者差别...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1直流电弧等离子体设各原理图

等离子体法的基本原理是在惰性气体或者活性气体条件下，通过直流放生高温等离子体，其温度大于３０００?Ｋ，弧心温度可以达到１００００?Ｋ，从蒸发为金属蒸气，金属蒸汽与周围惰性气体原子发生激烈碰撞而骤冷或生化学反应，最终得到纳米级的材料图２．１为直流电弧等离子体设

图3.1铁纳米粒子的TEM图像

???材料的制备??粒子的表征??粒子的ＴＥＭ分析??性前铁纳米粒子放入无水乙醇中，超声震荡２０ｍｉｎ，使铁纳米粒子在乙醇??毛细管取少量分散体滴加到碳膜铜网上，待乙醇挥发完之后，使用Ｔｅｃｎａｉ??透射电子显微镜（ＴＥＭ）观察铁纳米粒子的微观形貌。??性前铁纳米粒子的ＴＥＭ照片....

图３．４改性前后Ｆｅ纳米粒子分散情况（Ａ：改性前Ｂ：改性后）??Ｆｉｇ．?３．４?Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ?ｓｔａｔｅｓ?ｏｆ?Ｆｅ?ＮＰｓ?ｉｎ?ｅｔｈａｎｏｌ?（Ａ：?ｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄ?Ｂ：?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ｗｉｔｈ?ＫＨ５５０）??

??图３．３为表面改性剂ＫＨ５５０以及Ｆｅ纳米粒子改性前、后的红外光谱图。在２９７０?ｃｍ＇＇??附近的峰位对应甲基的不对称伸缩振动峰，２９２０?ｃｍ－＇和２９００?ｃｍ＂＇处分别是Ｃ－Ｈ的不对??称伸缩振动峰和对称伸缩振动峰〖６６］。１３９０?ｃｍ一１处的峰对应Ｃ－Ｓｉ－０［６....

图３．５改性前后Ｆｅ纳米粒子的伏安特性曲线??Ｆｉｇ．?３．５?Ｖｏｌｔ－ａｍｐｅｒｅ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ?ｏｆ?Ｆｅ?ＮＰｓ??

Ｐ为电阻率，Ｗ为薄片厚度，Ｖ和Ｉ分别为伏安特性曲线中的电压和电流，??Ｄ（￥为样品形状和测量位置的修正函数，在此测试条件下取０．９７８８。利用螺旋测微仪测??量圆形薄片厚度，由图３．５得到样品电阻，数据见表３．１，代入式３．１可得到改性前铁纳??米粒子的电阻率为０．０５９３５６?....

本文编号：3995769