本文選題：磁性納米顆粒　切入點(diǎn)：聚苯胺　出處：《蘭州理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：電磁波吸收材料是能吸收、衰減投射到其表面的電磁波能量,并將電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他能量的功能材料。近年來的研究目標(biāo)主要集中在制備高吸收率、寬吸收頻帶、薄涂層且成本低廉的吸收材料。電損耗型和磁損耗型復(fù)合的吸波材料因其不同于或優(yōu)于單組份的性能而受到廣泛關(guān)注,本文制備了中空聚苯胺基多元組份的復(fù)合材料,并對(duì)其吸波機(jī)理進(jìn)行探討,得出以下結(jié)論：第一,采用界面聚合和Pickering乳液聚合相結(jié)合的方法制備了聚苯胺/Pe3O4/炭黑的中空球,并利用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、四探針測(cè)試儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)、表征了復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、顯微形貌、電磁性能和吸波性能。討論了Fe3O4與炭黑的添加量對(duì)復(fù)合材料吸波性能的影響。吸波數(shù)據(jù)分析表明：當(dāng)Fe3O4含量一定時(shí),復(fù)合材料在2-18 GHz測(cè)量頻率范圍內(nèi),隨著涂層厚度增加,復(fù)合材料的反射損耗峰向低頻方向移動(dòng),并且當(dāng)涂層厚度增大到5 mm時(shí),反射損耗曲線出現(xiàn)兩個(gè)反射損耗峰,分別出現(xiàn)在C波段(4-8GHz)和Ku波段(12-18GHz)。且當(dāng)CB含量達(dá)到4.0mg時(shí),復(fù)合材料在Ku波段RL-10dB的頻寬達(dá)到2.1 GHz。當(dāng)改變m(Fe3O4):m(CB)值使m(Fe3O4):m(CB)=125:1時(shí),在匹配厚度為5.0mm時(shí),最小反射損耗在17.3 GHz處達(dá)-52.6dB,且小于-10dB的頻帶坐落于16-18 GHz范圍內(nèi)。這說明通過調(diào)控Fe304與炭黑的配比,可使該復(fù)合材料在特定波段電磁屏蔽領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。第二,通過丁二酸摻雜制備了聚苯胺(PANI)納米管。再以PANI納米管為模板,采用共沉淀法成功地制備了PANI/NixFe1-xFe2O4復(fù)合材料。最后用不同濃度的HC1成功地對(duì)PANI/NixFe1-xFe2O4復(fù)合材料進(jìn)行了二次摻雜。并利用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀表征了復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、顯微形貌、電磁性能和吸波性能。分析了HC1濃度對(duì)吸波性能的影響。相對(duì)于未摻雜的PANI/NixFe1-xFe2O4復(fù)合材料的吸波性能,則酸摻雜的PANI/NixFe1-xFe2O4復(fù)合材料提高了對(duì)電磁波的吸收,且當(dāng)HC1的摻雜濃度為1.0 mol/L,涂層厚度為5.0 mm,復(fù)合材料在6.7 GHz處RLmin為-17.6 dB,且RL-10 dB的頻寬為3.3GHz(5.4～8.7GHz),表現(xiàn)出較好的吸波性能,并且其吸波機(jī)理是界面反射波干涉相消和電磁損耗共同作用的結(jié)果。這說明通過調(diào)控HC1摻雜濃度,可以使得該復(fù)合材料電磁波有較好的吸收與損耗。
[Abstract]:Electromagnetic wave absorbing material is a functional material which can absorb and attenuate electromagnetic wave energy projected to its surface and convert electromagnetic wave energy into heat energy or other energy.In recent years, the research focuses on the preparation of high absorptivity, wide absorption band, thin coating and low cost absorption materials.The composite absorbing materials of electric loss and magnetic loss have attracted extensive attention for their properties different from or superior to those of one component. In this paper, hollow polyphenylamino composite materials were prepared and their absorbing mechanism was discussed.The conclusions are as follows: first, Polyaniline / Pe3O4 / carbon black hollow spheres were prepared by the method of interfacial polymerization and Pickering emulsion polymerization, and X-ray diffractometer (XRD), transmission electron microscope (TEM), vibratory sample magnetometer (VSM) and four-probe tester were used.The crystal structure, micromorphology, electromagnetic properties and absorbing properties of the composites were characterized by VNAA (Vector Network Analyzer).The effect of the content of Fe3O4 and carbon black on the absorbing properties of composites was discussed.The analysis of absorbing data shows that when the Fe3O4 content is constant, the reflection loss peak of the composite moves to low frequency with the increase of coating thickness in the range of 2-18 GHz measurement frequency, and when the coating thickness increases to 5 mm,There are two reflection loss peaks in the reflection loss curve, which appear in C-band (4-8GHz) and Ku-band (12-18GHz), respectively.When CB content reaches 4.0mg, the band width of the composite reaches 2.1 GHz in Ku-band RL-10dB.When the m(Fe3O4):m(CB)=125:1 value is changed to 5.0mm, the minimum reflection loss is up to -52.6 dB at 17.3 GHz, and the frequency band less than -10 dB is located in the range of 16-18 GHz.This indicates that the composite has a potential application prospect in the field of electromagnetic shielding in special band by adjusting the ratio of Fe304 and carbon black.Secondly, Polyaniline (pan) nanotubes were prepared by doping succinic acid.Using PANI nanotubes as template, PANI/NixFe1-xFe2O4 composites were successfully prepared by coprecipitation method.Finally, PANI/NixFe1-xFe2O4 composites were successfully doped with different concentrations of HC1.X-ray diffractometer, transmission electron microscope (TEM), vibrating sample magnetometer (VSM) and vector network analyzer (VN) were used to characterize the crystal structure, microstructure, electromagnetic properties and absorbing properties of the composites.The influence of HC1 concentration on the absorbing performance was analyzed.Compared with the undoped PANI/NixFe1-xFe2O4 composites, the acid-doped PANI/NixFe1-xFe2O4 composites increase the absorption of electromagnetic waves.The mechanism of absorbing wave is the result of the interaction of interfacial reflection wave interference cancellation and electromagnetic loss.This shows that the HC1 doping concentration can make the composite have better absorption and loss.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB332

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本文編號(hào)：1685677