石墨烯介电常数与热性能初步研究

发布时间：2024-03-02 03:28

　　自从石墨烯在2004年首次被制备得到,就因为其独特的碳结构吸引了众多研究学者的关注。经过多年研究发现石墨烯具有优异的热学、电学、力学、光学等特性,使其广泛应用于材料、能源等领域中。因此对于石墨烯介电常数与热性能的研究具有重要意义。本论文主要对石墨烯溶液的介电常数以及石墨烯材料的热特性进行初步研究。1.在对石墨烯溶液进行介电常数研究时,实验测量主要采用微波谐振腔微扰法来进行,并且根据实验结果计算出介电常数的数值。改变石墨烯的浓度(5g/ml、2.5g/ml和1.25g/ml)、装有石墨烯溶液的毛细管直径(0.5mm和0.9mm)以及进入谐振腔的深度(1mm-6mm,每隔1mm),可以得到不同情况下石墨烯介电常数实部与虚部的变化情况,以及测量结果受到毛细管的影响情况。使用HFSS仿真软件对加入负载前后的谐振腔进行模拟,对得到的数据与实验测量得到的数据进行对比,发现软件仿真下的谐振腔有载谐振频率与实验测量得到的相对误差最大为1.29%。2.对于石墨烯材料进行热性能研究时,在理论方面使用ANSYS Workbench软件对两反射镜片以及中间加入石墨烯后的两个反射镜片进行热分析,得到材料随温度升...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1拉曼光谱法实验装置原理图[28]

石墨烯介电常数与热性能初步研究4图1.1拉曼光谱法实验装置原理图[28]根据研究可以发现，目前实验时多采用拉曼光谱法对石墨烯的热性能进行研究。拉曼光谱法测量石墨烯热导率是根据光谱上清晰的峰和峰所在位置对温度的依赖性等特点进行测量。但是此方法容易受到基底、激光能量和激光光源等外界条....

图2.1反射式谐振腔的谐振曲线

石墨烯介电常数与热性能初步研究9谐振腔的有载品质因数QL表征谐振腔的总损耗程度，定义为：外耗腔耗储WWWQL0（2.5）谐振腔的固有品质因数Q0（无载Q值）表征谐振腔自身的损耗程度，定义为：腔耗储WWQ00（2.6）谐振腔的外品质因数Qe（耦合Q值）表征谐振腔耦合到负载的能量大小....

图2.2微扰法TE10p模式矩形腔示意图

石墨烯介电常数与热性能初步研究12（2）在谐振腔中放入样品材料以后，腔内除了样品材料所在位置的电磁场发生一些改变之外，其它位置的电磁场依然不变，实际上产生的变化很小，可以忽略，所以谐振腔的微扰公式为：0)()1()1(210*000*000*00*00VVrLdVHHEEdVEE....

图2.3介电常数实部ε"与微扰频率和被测介质体积关系图

石墨烯介电常数与热性能初步研究1300004)/1()1(-2VVQVVfffsLss（2.23）由式（2.23）可以看出，介质材料的介电常数实部ε"与放入样品前后谐振腔的谐振频率f0和fs有关系，而介质材料的介电常数虚部ε""与放入样品材料前后的谐振腔有载品质因数倒数的改变量有....

本文编号：3916261