Fe、C纳米粒子喷雾二次造粒及微波吸波性能

发布时间：2017-07-16 08:29

  本文关键词：Fe、C纳米粒子喷雾二次造粒及微波吸波性能

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【摘要】：新型纳米吸波材料由于纳米小尺寸效应,具有宏观材料所不具备的特殊属性。新型纳米吸波材料为制备具有吸收涂层薄、吸收强度高、吸收频带宽特性的吸波材料提供了新的方向,但是纳米化的小尺寸效应使其在实际应用中存在易团聚、分散性差和稳定性差等缺点。在本实验中以喷雾干燥法二次造粒将具有吸波特性的纳米吸波材料制备成微米级颗粒,微米级颗粒性质稳定易于存储有利于解决纳米吸波材料在实际应用中面临的部分问题。实验中以C纳米粒子(Super-p)和Fe纳米颗粒做为电磁波损耗材料,聚乙烯醇(PVA)为基体进行了研究。Fe纳米粒子在制备混合浆料过程中因其分散稳定性差故对其用KH550进行了改性。并对改性的Fe纳米粒子和C纳米粒子进行了红外光谱分析,结果证明改性后的Fe纳米粒子分散稳定性明显提高,而C纳米粒子因其表面有机结构能够很好的在PVA溶液中分散。Fe纳米颗粒采用等离子体电弧放电法制备,做为磁损耗材料,C纳米粒子在实验中做为介电损耗材料。在实验中用喷雾干燥法二次造粒分别制备了Fe/PVA复合吸波材料和Fe/C/PVA复合吸波材料,研究了Fe/PVA复合吸波材料和Fe/C/PVA复合吸波材料两种复合材料的吸波性能。在Fe/PVA复合粒子中随着Fe纳米粒子质量分数的增加,偶极子极化、空间电荷极化和界面极化三种介电极化机制增强,使其介电常数和介电损耗因子增强,改善了材料吸波性能。得到的Fe/PVA复合粒子在高频厚涂层的匹配厚度下吸波性能优异。当Fe纳米粒子的质量分数为90%时,在12.6 GHz,匹配厚度8.4mm,Fe/PVA复合粒子最小反射损耗达到-24.87 dB。Fe/C/PVA复合颗粒中可以通过控制磁损耗材料Fe纳米粒子和介电损耗材料C纳米粒子的成分比例,调控材料与自由空间的阻抗。当Fe纳米粒子：C纳米粒子：PVA为49：21：30时,得到了在涂覆厚度4.6 mm,频率3.68 GHz时,反射损耗为-42.72 dB的吸波性能优异的吸波材料。
【关键词】：喷雾干燥法 改性Fe纳米粒子 Fe/PVA复合吸波材料 Fe/PVA复合吸波材料
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 1 绪论11-24
• 1.1 吸波材料的研究意义11-12
• 1.1.1 电磁辐射的危害11-12
• 1.1.2 电磁辐射的防护12
• 1.2 吸波材料概述12-18
• 1.2.1 吸波材料的吸波机制12-13
• 1.2.2 吸波材料的分类13-14
• 1.2.3 纳米吸波材料研究进展14-18
• 1.2.4 纳米吸波材料的应用问题18
• 1.3 电磁波理论基础18-23
• 1.3.1 磁畴结构18-19
• 1.3.2 磁各向异性19
• 1.3.3 复磁导率19-20
• 1.3.4 介电常数20-22
• 1.3.5 传输线理论22-23
• 1.4 研究内容及设计方案23-24
• 2 实验部分24-28
• 2.1 Fe纳米粒子的制备24-25
• 2.2 Fe纳米粒子的改性25
• 2.3 喷雾干燥法对纳米粒子二次造粒25-27
• 2.3.1 Fe/PVA复合粒子的制备26-27
• 2.3.2 Fe/C/PVA复合粒子的制备27
• 2.4 分析表征27-28
• 3 结果与讨论28-43
• 3.1 Fe纳米粒子与C纳米粒子的TEM形貌表征28-29
• 3.2 浆料分散稳定机理分析29-30
• 3.3 喷雾干燥法二次造粒的应用30-31
• 3.4 Fe/PVA复合吸波粒子31-37
• 3.4.1 Fe/PVA复合吸波粒子SEM图像31-33
• 3.4.2 Fe/PVA复合吸波粒子电磁参数测试33-35
• 3.4.3 Fe/PVA复合吸波粒子的反射损耗35-36
• 3.4.4 本节小结36-37
• 3.5 Fe/C/PVA复合吸波粒子37-43
• 3.5.1 Fe/C/PVA复合颗粒的SEM图37-38
• 3.5.2 Fe/C/PVA复合颗粒的电磁参数38-40
• 3.5.3 Fe/C/PVA复合颗粒的反射损耗40-42
• 3.5.4 本节小结42-43
• 结论43-44
• 参考文献44-49
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况49-50
• 致谢50-51

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