碳基纳米材料吸波性能研究

发布时间：2017-09-26 08:38

  本文关键词：碳基纳米材料吸波性能研究

  更多相关文章： 吸波性能 碳纳米管 碳包镍纳米颗粒 碳包铁镍纳米颗粒 双层结构涂层

【摘要】：随着电子电气设备的广泛应用,电磁波污染已成为了21世纪的“隐形杀手”。目前,电磁波吸收是解决电磁波污染问题的有效方法。吸波材料不仅在军事方面应用广泛,而且在民用方面也越来越重要。碳纳米管、碳包覆铁磁性金属纳米颗粒等是新型碳基材料,具有良好的吸波性能,是吸波材料研究领域的重要方向。多层结构吸波涂层兼备不同材料的电磁波损耗机制,能够有效地增强电磁波损耗,是近年来的研究热点。碳纳米管的管径是影响碳纳米管吸波性能的重要因素。本文系统地研究了不同管径(20-40 nm、40-60 nm、60-100 nm)的碳纳米管的吸波性能。结果表明,管径为20-40 nm的碳纳米管的吸波性能较为突出。将管径为20-40 nm的碳纳米管与硅树脂复合制成涂层,当碳纳米管在复合材料中含量为5wt.%,涂层厚度为2 mm时,实测反射率低于-10 dB的带宽达3.46 GHz。当碳纳米管填充量为11 wt.%,涂层厚度为2 mm时,测得的实测反射率可达-45.21 dB。本文通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)测试分析手段研究新型碳基复合材料碳包镍、碳包铁镍纳米颗粒的成分、结构与形貌。实验结果表明,碳包镍和碳包铁镍纳米颗粒都具有明显的核-壳结构,颗粒呈类球状,直径分别为45-60 nm和80-100 nm。与碳包铁镍相比,碳包镍的吸波效果更为突出。将碳包镍纳米颗粒与硅树脂复合制成涂层,当碳包镍纳米颗粒的填充量为60wt.%,涂层厚度为2 mm时,反射率低于-10 dB的带宽达3.14 GHz。构建双层结构吸波涂层是提高吸波性能的重要手段。结果表明,与单层吸波涂层相比,碳基双层结构的吸波涂层能更有效地拓宽吸收带宽。当双层结构涂层的面层为1 mm厚度的碳纳米管S1(碳纳米管/硅树脂复合涂层,碳管管径为20-40 nm,碳纳米管的填充量为5wt.%),底层为1 mm厚度的碳纳米管S2(碳纳米管/硅树脂复合涂层,碳管管径为20-40 nm,碳纳米管的填充量为11wt.%)时,实测反射率低于-10 dB的带宽达3.70 GHz。当双层结构涂层的面层为1 mm厚度的S1,底层为1 mm厚度的碳包镍S3(碳包镍纳米颗粒/硅树脂复合涂层,碳包镍的填充量为60wt.%)时,反射损耗强。还有,面层为1 mm厚度的S2,底层为1 mm厚度的S3的双层结构涂层也能有效扩展吸波带宽。
【关键词】：吸波性能 碳纳米管 碳包镍纳米颗粒 碳包铁镍纳米颗粒 双层结构涂层
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TB34
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-32
• 1.1 引言14-15
• 1.2 吸波材料国内外研究现状15-21
• 1.2.1 铁氧体系列吸波材料15-16
• 1.2.2 铁磁金属微粉吸波材料16-17
• 1.2.3 碳纳米管吸波材料17-19
• 1.2.4 核壳型纳米吸波材料19-21
• 1.2.5 超材料吸波材料21
• 1.3 吸波材料的物理性能21-26
• 1.3.1 电磁参数的物理意义22-25
• 1.3.2 吸波材料的损耗机制25-26
• 1.4 吸波涂层的设计与意义26-27
• 1.5 吸波性能测试方法27-30
• 1.5.1 吸波材料电磁参数的测试方法27-28
• 1.5.2 吸波涂层反射率的测试方法28-30
• 1.6 本文研究内容及意义30-32
• 第二章 不同管径的碳纳米管的吸波性能研究32-48
• 2.1 实验过程32-35
• 2.1.1 实验原料与设备32-33
• 2.1.2 碳纳米管的同轴样品和实测样品的制备33-35
• 2.2 实验结果与分析35-47
• 2.2.1 管径为20-40 nm的碳纳米管的电磁参数分析35-37
• 2.2.2 管径为40-60 nm的碳纳米管的电磁参数分析37-39
• 2.2.3 管径为60-100 nm的碳纳米管的电磁参数分析39-42
• 2.2.4 管径为20-40 nm的碳纳米管/硅树脂复合涂层的实测反射率分析42-44
• 2.2.5 管径为40-60 nm的碳纳米管/硅树脂复合涂层的实测反射率分析44-45
• 2.2.6 管径为60-100 nm的碳纳米管/硅树脂复合涂层的实测反射率分析 3245-47
• 2.3 本章小结47-48
• 第三章 碳包覆铁磁性金属纳米颗粒的吸波性能研究48-62
• 3.1 实验过程48-49
• 3.1.1 实验原料与设备48-49
• 3.1.2 碳包镍和碳包铁镍纳米颗粒的同轴样品和实测样品的制备49
• 3.1.3 材料结构表征及其复合涂层微波性能测试49
• 3.2 实验结果与分析49-60
• 3.2.1 碳包镍、碳包铁镍纳米颗粒的形貌和结构49-52
• 3.2.2 碳包镍、碳包铁镍纳米颗粒的电磁参数分析52-57
• 3.2.3 碳包镍纳米颗粒/硅树脂复合涂层、碳包铁镍纳米颗粒/硅树脂复合涂层的实测反射率分析57-60
• 3.3 本章小结60-62
• 第四章 双层结构碳基材料的吸波性能研究62-71
• 4.1 实验过程62-63
• 4.1.1 实验原料与设备62
• 4.1.2 双层结构碳基材料的实测样品制备62-63
• 4.2 实验结果与分析63-69
• 4.2.1 碳基材料的电磁参数分析63-65
• 4.2.2 碳纳米管S_1/碳纳米管S_2双层结构涂层实测反射率分析65-66
• 4.2.3 碳纳米管S_1/碳包镍S_3双层结构涂层实测反射率分析66-68
• 4.2.4 碳纳米管S_2/碳包镍S_3双层结构涂层实测反射率分析68-69
• 4.3 本章小结69-71
• 全文总结71-72
• 本文的特色与创新之处72-73
• 参考文献73-80
• 攻读硕士期间的成果80-81
• 攻读硕士期间参加的课题81-83
• 致谢83

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐国亮,朱正和,蒋刚,李步云,刘波;碳团簇型材料/环氧树脂复合材料吸波性能研究(英文)[J];功能材料;2005年07期

2 王翠平;方庆清;李民权;尹萍;;网状织物基多层材料的吸波性能研究[J];材料开发与应用;2008年04期

3 赵宏杰;嵇培军;胡本慧;赵亮;;蜂窝夹层复合材料的吸波性能[J];宇航材料工艺;2010年02期

4 王沙沙;罗发;周万城;朱冬梅;;铁铬铝网栅吸波性能的研究[J];材料导报;2012年10期

5 王蕾;王世博;李鑫;段玉平;;具有吸波功能伪装布的制备及吸波性能研究[J];安全与电磁兼容;2013年04期

6 刘欣;薛向欣;段培宁;;多孔结构对材料吸波性能的影响[J];材料与冶金学报;2007年04期

7 戴银所;陆春华;倪亚茹;许仲梓;;掺钢渣水泥基复合材料的吸波性能[J];硅酸盐学报;2009年12期

8 李玉莹,刘祖黎,潘华锦,姚凯伦;不同螺旋体浓度旋波介质吸波性能的研究[J];宇航材料工艺;2000年01期

9 蒋洪晖;顾兆h4;于富强;黄书科;于爽;田华;;功能纤维织物的制备及其吸波性能[J];表面技术;2010年05期

10 徐国亮,朱正和,蒋刚;碳团簇型材料含量对其吸波性能的影响[J];涂料工业;2004年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 方志刚;李处森;张劲松;;炭泡沫的宽频带吸波性能[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集（上册）[C];2010年

2 方志刚;李处森;张洪涛;张劲松;;碳泡沫吸波性能的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（8）[C];2007年

3 李宝毅;刘顺华;;复合吸波剂填充水泥基材料吸波性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（8）[C];2007年

4 戴银所;陆春华;许仲梓;;水泥吸波性能的研究[A];第十届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文摘要集[C];2007年

5 刘文言;罗梅;刘云峰;;面板对蜂窝材料吸波性能的影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集（第三卷）[C];2011年

6 莫红松;吕潇;李光;江建明;;复合材料中碳纤维的铺设方式对吸波性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（8）[C];2007年

7 宫元勋;欧秋仁;赵宏杰;林海燕;嵇培军;赵亮;;吸波蜂窝复合材料的结构优化和吸波性能研究[A];第17届全国复合材料学术会议（复合材料制造技术与设备分论坛）论文集[C];2012年

8 戴银所;陆春华;倪亚茹;许仲梓;;一种水泥基金属手性材料的吸波性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第2分册）[C];2010年

9 巴恒静;国爱丽;陶琦;;活性粉末水泥基复合材料电阻率及吸波性能[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年

10 王红梅;;视黄基席夫碱盐的吸波性能研究[A];第三届全国有机化学学术会议论文集（上册）[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 刘强春;微纳结构四氧化三铁复合材料的制备及吸波性能研究[D];中国科学技术大学;2013年

2 翟滢皓;碳纳米管和稀土化合物改性氢化丁腈橡胶复合材料的结构与吸波性能研究[D];上海交通大学;2013年

3 邹田春;活性碳纤维（毡）/环氧树脂吸波复合材料的设计与吸波性能的研究[D];天津大学;2007年

4 张瑜;泡沫铝复合材料吸波性能研究[D];东北大学;2010年

5 高敬伟;多形态聚吡咯的制备与吸波性能研究[D];东华大学;2010年

6 吕潇;不同形态碳吸波剂结构吸波复合材料研究[D];东华大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨冉冉;基于磁性涂层连续纤维的复合铺层板吸波性能研究[D];南京大学;2014年

2 李恒农;手性Schiff碱聚合物的合成与表征及其吸波性能研究[D];南昌航空大学;2015年

3 夏少旭;Koch分形结构活性碳纤维电路屏复合材料的研制及其吸波性能研究[D];东华大学;2016年

4 朱燕婷;三氧化二铁/石墨烯（聚苯胺）复合材料的制备及吸波性能研究[D];安徽理工大学;2016年

5 黄颖欣;碳基纳米材料吸波性能研究[D];广东工业大学;2016年

6 冯彬;层板结构吸波复合材料吸波性能研究[D];武汉理工大学;2010年

7 臧永菊;活性碳毡电路屏复合材料的结构设计与吸波性能研究[D];东华大学;2014年

8 文明;聚苯胺及碳化硅涂层吸波性能的研究[D];东北大学;2013年

9 张衡;宽频带微波隐身材料的吸波性能研究[D];西安电子科技大学;2012年

10 吴晓冰;氧化物半导体包覆型复合吸波剂的制备及吸波性能研究[D];天津大学;2012年

，

本文编号：922560