發(fā)布時間：2018-03-31 05:09

  本文選題：還原氧化石墨烯　切入點：稀土摻雜鐵氧體　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：日益發(fā)展的電子產(chǎn)品不但滿足了人們的各種生活需求,而且極大地推動了軍事設(shè)施和武器裝備的升級與革新。然而,隨之而來的電磁污染也成為危害人們身體健康和社會生產(chǎn)的潛在威脅。因此,獲得輕質(zhì)高效,易于制備的微波吸收材料是當(dāng)前電磁屏蔽領(lǐng)域研究的熱點。石墨烯具有質(zhì)輕,大比表面積,高電導(dǎo)率,高介電損耗;鐵氧體具有制備簡易,高磁損耗,通過稀土元素的摻雜,可以改變鐵氧體的內(nèi)場,調(diào)控電磁參數(shù),進(jìn)一步改善其吸波性能;聚苯胺為導(dǎo)電聚合物,具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和較高介電損耗。鑒于此分析,將三種材料按照一定的比例制備成復(fù)合材料,有望獲得兼?zhèn)涓呓殡姄p耗和高磁損耗的吸波材料。通過不同方法以不同的工序制備了三種石墨烯-稀土摻雜鐵氧體-聚苯胺納米復(fù)合材料,采用XRD,FT-IR,Raman,FESEM,HRTEM,VSM和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對樣品的物相,形貌,結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征,并深入探討了材料的吸波性能,研究了材料阻抗匹配,損耗因子和厚度對吸波性能的影響。具體內(nèi)容如下:(1)采用水熱-原位聚合法制備了石墨烯-鈰鋅摻雜鎳鐵氧體-聚苯胺(RGO/NCZF/PANI)納米復(fù)合材料。平均晶粒尺寸30~50 nm的鐵氧體顆粒附著在石墨烯片層上,聚苯胺包裹在石墨烯-鈰鋅摻雜鐵氧體材料表面,三者形成了良好的復(fù)合結(jié)構(gòu)。鈰鋅元素的摻雜改善了鐵氧體的磁性能,隨著石墨烯含量的增加,復(fù)合材料的飽和磁化強度逐漸減小。當(dāng)m(GO):m(NCZF)=5%時,RGO/NCZF/PANI納米復(fù)合材料具有最優(yōu)的吸波性能,在厚度為6 mm時,具有最小反射損耗-38.6 dB,位于16.4 GHz,有效吸收頻帶為3.8 GHz。另外,由于電磁耗散效應(yīng)的作用,反射損耗峰值的頻率隨著厚度的增加而向低頻方向移動。(2)采用溶膠凝膠-自組裝-原位聚合法制備了石墨烯-釹鈷摻雜鐵氧體-聚苯胺(RGO/SNCF/PANI)納米復(fù)合材料。鐵氧體顆粒分布在石墨烯表面,出現(xiàn)了一定的團聚現(xiàn)象。釹鈷摻雜引起了不等價取代和磁矩變化,從而導(dǎo)致了鐵氧體內(nèi)部的電荷轉(zhuǎn)移,介電損耗和磁損耗的增大。傳輸線理論分析表明,當(dāng)m(GO):m(SNCF)=6%時,RGO/SNCF/PANI-2具有最好的相對輸入阻抗,因此具有最優(yōu)的吸波性能。當(dāng)厚度僅為2 mm時,在14.56 GHz處,出現(xiàn)最小反射損耗-42.8dB,有效吸收頻帶高達(dá)5.7 GHz。(3)采用水熱-原位聚合-自組裝法制備石墨烯-釹鈷摻雜鍶鐵氧體-鈰鋅摻雜內(nèi)鐵氧體-聚苯胺(RGO/SNCF/NCZF/PANI)納米復(fù)合材料。棒狀的聚苯胺包裹著四方狀的鈰鋅摻雜鎳鐵氧體顆粒和六角狀的釹鈷摻雜鍶鐵氧體顆粒,三者穿插在石墨烯片層之間,形成了四元納米復(fù)合材料。RGO和PANI的高導(dǎo)電性,明顯提高了材料的介電損耗因子,增大了材料的介電損耗,彌補了鐵氧體低介電損耗的不足。當(dāng)m(RGO)/m(SNCF/NCZF/PANI)=11%時,RGO/SNCF/NCZF/PANI-3反射損耗峰值達(dá)到-41.6 dB,位于6.8 GHz處,有效吸收帶寬為3.2 GHz,此時厚度5mm。另外,樣品幾乎在每個測試厚度都具有兩段有效吸收頻帶,大致分別位于4~8 GHz低頻段和12~18 GHz高頻段。這說明RGO/SNCF/NCZF/PANI納米復(fù)合材料經(jīng)過適當(dāng)配比和厚度的選擇,有望作為2~18 GHz范圍全波段吸波材料。
[Abstract]:In the light of this analysis , three kinds of graphene - cerium - zinc - doped ferrite - polyaniline ( RGO / NCZF / pani ) nanocomposites with high dielectric loss and high magnetic loss have been prepared by the method of hydrothermal - in - situ polymerization . The results show that when m ( GO ) 鈭，

本文編號：1689271