聚合物先驱体陶瓷气凝胶的吸波性能调控及机理研究
发布时间：2021-07-10 18:51
高性能吸波材料在降低电磁污染（民用）、提高武器装备生存能力（军用）等方面具有极其重要的科学意义和应用价值。然而,开发高温和腐蚀等恶劣环境下应用的高性能吸波材料（具有“宽、强、轻、薄”的特点）仍是亟待解决的科研难题。聚合物先驱体陶瓷（Polymer derived ceramics,PDCs）具有独特的成分、结构可设计性,优异的电/介电性能可调控性,良好的高温热稳定性和抗氧化/耐腐蚀性等特点,使其成为开发新型极端环境用吸波材料的重要候选材料之一。目前已有少量关于PDCs及其复合材料吸波性能的报道,但是,现有报道均是研究致密的PDCs块体材料的吸波性能,未见PDCs气凝胶及其复合材料吸波性能的报道。本文创新性的利用冷冻干燥技术制备聚合物先驱体陶瓷气凝胶（Polymer derived ceramics aerogels,PDCAs）,通过化学成分和显微结构设计,实现电/介电性能和电磁波吸收性能的调控,研究成分-结构-性能关系,探究相关成分、结构调控机理和电磁波吸收机理。本文首先选用不同聚合物先驱体（聚硅氮烷,聚碳硅烷,聚硅氧烷）为原料,制备了不同成分的 PDCAs（PDCA-SiCN,PD...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２隐身战斗机的研制成果??
图１－４气凝胶制备的基本步骤??Ｆｉｇ．?１－４?Ｂａｓｉｃ?ｓｔｅｐｓ?ｆｏｒ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｅｒｏｇｅｌｓ??气凝胶作为一种具有三维多孔结构的材料（如图１－４），其密度低、孔隙率??高、比表面积大、孔径易控制，可广泛使用于航天探测、吸波材料、环境保护、??高效催化、超级电容器等多个领域［ｌ１５’?ｎ６］。最早用于吸波方面的气凝胶是Ｓｉ０２??气凝胶［１１７￣９；１，但是３丨０２气凝胶吸波材料的吸波性能并未达到人们预期效果，原??因在于５丨０２的介电损耗很低，并且可调节性很差。近年来，研宄者们发明了以??碳材料为基础的气凝胶吸波材料（多集中在石墨烯气凝胶的研究）［１２（Ｍ２６］。Ｈｕ??等人１１２１１制备了?３Ｄｇｒａｐｈｅｎｅ－Ｆｅ３０４气凝胶复合材料，反射损耗（ＲＬ）为－２７ｄＢ，??较单纯的Ｆｅ３０４材料的－５?ｄＢ有显著提高，并且该材料的密度仅为６．８?ｍｇ／ｃｍ３。??Ｗａｎｇ等人１１２２］利用ＺｎＯ和ｇｒａｐｈｅｎｅ的协同效应所得到ＺｎＯ／ｇｒａｐｈｅｎｅ气凝胶的??ＲＬ约为－２６?ｄＢ。Ｚｈａｎｇ等人［｜２５］制备的ａ－Ｆｅ２０３／ｇｒａｐｈｅｎｅ气凝胶材料的ＲＬ为??－３３別３，吸收频宽达到７．１２?０沿。１＾＿等人［１２６］利用热解的方法制备出聚乙烯醇－??石墨烯气凝胶吸波材料，其反射损耗高达－４３．５?ｄＢ＠１２．１９?ＧＨｚ，这是由于聚乙烯??醇碳化大大增加了复合材料的导电性
??．．．Ｘ?Ｖ??图１－４气凝胶制备的基本步骤??Ｆｉｇ．?１－４?Ｂａｓｉｃ?ｓｔｅｐｓ?ｆｏｒ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｅｒｏｇｅｌｓ??气凝胶作为一种具有三维多孔结构的材料（如图１－４），其密度低、孔隙率??高、比表面积大、孔径易控制，可广泛使用于航天探测、吸波材料、环境保护、??高效催化、超级电容器等多个领域［ｌ１５’?ｎ６］。最早用于吸波方面的气凝胶是Ｓｉ０２??气凝胶［１１７￣９；１，但是３丨０２气凝胶吸波材料的吸波性能并未达到人们预期效果，原??因在于５丨０２的介电损耗很低，并且可调节性很差。近年来，研宄者们发明了以??碳材料为基础的气凝胶吸波材料（多集中在石墨烯气凝胶的研究）［１２（Ｍ２６］。Ｈｕ??等人１１２１１制备了?３Ｄｇｒａｐｈｅｎｅ－Ｆｅ３０４气凝胶复合材料，反射损耗（ＲＬ）为－２７ｄＢ，??较单纯的Ｆｅ３０４材料的－５?ｄＢ有显著提高，并且该材料的密度仅为６．８?ｍｇ／ｃｍ３。??Ｗａｎｇ等人１１２２］利用ＺｎＯ和ｇｒａｐｈｅｎｅ的协同效应所得到ＺｎＯ／ｇｒａｐｈｅｎｅ气凝胶的??ＲＬ约为－２６?ｄＢ。Ｚｈａｎｇ等人［｜２５］制备的ａ－Ｆｅ２０３／ｇｒａｐｈｅｎｅ气凝胶材料的ＲＬ为??－３３別３，吸收频宽达到７．１２?０沿。１＾＿等人［１２６］利用热解的方法制备出聚乙烯醇－??石墨烯气凝胶吸波材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波可调谐超材料吸波体研究进展[J]. 周倩,殷小玮,张立同,成来飞. 科技导报. 2016(18)
[2]世界名机赏析——战斗机篇（上）[J]. 凤凰. 百科探秘(航空航天). 2015(01)
[3]雷达波隐身技术及雷达吸波材料研究进展[J]. 徐剑盛,周万城,罗发,朱冬梅,苏进步,蒋少捷. 材料导报. 2014(09)
[4]纳米吸波材料的研究现状与发展趋势[J]. 伊翠云. 纤维复合材料. 2014(01)
[5]蜂窝夹芯吸波材料电磁特性研究进展[J]. 常霞,袁昊,高正平. 磁性材料及器件. 2013(05)
[6]吸波材料的研究现状及其发展趋势[J]. 刘丹莉,刘平安,杨青松,唐国武,赵立英,曾凡聪. 材料导报. 2013(17)
[7]气凝胶制备的干燥技术[J]. 王宝和,李群. 干燥技术与设备. 2013(04)
[8]高温吸波材料研究面临的问题[J]. 周万城,王婕,罗发,朱冬梅,黄智斌,卿玉长. 中国材料进展. 2013(08)
[9]从空海一体战看国外巡航导弹隐身技术发展[J]. 黄兴军,高文坤,冯国旭. 战术导弹技术. 2013(02)
[10]结构型碳纤维吸波复合材料的研究及应用[J]. 李晶晶,田启祥,邹南智,殷德飞. 纤维复合材料. 2012(02)
博士论文
[1]PDCs-SiC（N）陶瓷及其复合材料的电磁吸波特性及优化[D]. 李权.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]结构型吸波材料的理论研究及其优化设计[D]. 李艳厦.燕山大学 2008
本文编号：3276471
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２隐身战斗机的研制成果??
图１－４气凝胶制备的基本步骤??Ｆｉｇ．?１－４?Ｂａｓｉｃ?ｓｔｅｐｓ?ｆｏｒ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｅｒｏｇｅｌｓ??气凝胶作为一种具有三维多孔结构的材料（如图１－４），其密度低、孔隙率??高、比表面积大、孔径易控制，可广泛使用于航天探测、吸波材料、环境保护、??高效催化、超级电容器等多个领域［ｌ１５’?ｎ６］。最早用于吸波方面的气凝胶是Ｓｉ０２??气凝胶［１１７￣９；１，但是３丨０２气凝胶吸波材料的吸波性能并未达到人们预期效果，原??因在于５丨０２的介电损耗很低，并且可调节性很差。近年来，研宄者们发明了以??碳材料为基础的气凝胶吸波材料（多集中在石墨烯气凝胶的研究）［１２（Ｍ２６］。Ｈｕ??等人１１２１１制备了?３Ｄｇｒａｐｈｅｎｅ－Ｆｅ３０４气凝胶复合材料，反射损耗（ＲＬ）为－２７ｄＢ，??较单纯的Ｆｅ３０４材料的－５?ｄＢ有显著提高，并且该材料的密度仅为６．８?ｍｇ／ｃｍ３。??Ｗａｎｇ等人１１２２］利用ＺｎＯ和ｇｒａｐｈｅｎｅ的协同效应所得到ＺｎＯ／ｇｒａｐｈｅｎｅ气凝胶的??ＲＬ约为－２６?ｄＢ。Ｚｈａｎｇ等人［｜２５］制备的ａ－Ｆｅ２０３／ｇｒａｐｈｅｎｅ气凝胶材料的ＲＬ为??－３３別３，吸收频宽达到７．１２?０沿。１＾＿等人［１２６］利用热解的方法制备出聚乙烯醇－??石墨烯气凝胶吸波材料，其反射损耗高达－４３．５?ｄＢ＠１２．１９?ＧＨｚ，这是由于聚乙烯??醇碳化大大增加了复合材料的导电性
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【参考文献】：
期刊论文
[1]微波可调谐超材料吸波体研究进展[J]. 周倩,殷小玮,张立同,成来飞. 科技导报. 2016(18)
[2]世界名机赏析——战斗机篇（上）[J]. 凤凰. 百科探秘(航空航天). 2015(01)
[3]雷达波隐身技术及雷达吸波材料研究进展[J]. 徐剑盛,周万城,罗发,朱冬梅,苏进步,蒋少捷. 材料导报. 2014(09)
[4]纳米吸波材料的研究现状与发展趋势[J]. 伊翠云. 纤维复合材料. 2014(01)
[5]蜂窝夹芯吸波材料电磁特性研究进展[J]. 常霞,袁昊,高正平. 磁性材料及器件. 2013(05)
[6]吸波材料的研究现状及其发展趋势[J]. 刘丹莉,刘平安,杨青松,唐国武,赵立英,曾凡聪. 材料导报. 2013(17)
[7]气凝胶制备的干燥技术[J]. 王宝和,李群. 干燥技术与设备. 2013(04)
[8]高温吸波材料研究面临的问题[J]. 周万城,王婕,罗发,朱冬梅,黄智斌,卿玉长. 中国材料进展. 2013(08)
[9]从空海一体战看国外巡航导弹隐身技术发展[J]. 黄兴军,高文坤,冯国旭. 战术导弹技术. 2013(02)
[10]结构型碳纤维吸波复合材料的研究及应用[J]. 李晶晶,田启祥,邹南智,殷德飞. 纤维复合材料. 2012(02)
博士论文
[1]PDCs-SiC（N）陶瓷及其复合材料的电磁吸波特性及优化[D]. 李权.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]结构型吸波材料的理论研究及其优化设计[D]. 李艳厦.燕山大学 2008
本文编号：3276471
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