【摘要】：納米技術作為當代社會的一種前沿技術已經(jīng)受到了越來越多人的關注,得到了飛速發(fā)展。隨著納米技術的發(fā)展,越來越多的納米材料涌現(xiàn)出來。尖晶石鐵氧體因其具有獨特的電、磁特性,粒徑特征,使材料表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能,受到了廣大學者的關注。尖晶石鐵氧體納米材料結合了鐵氧體的電磁特性和納米材料的獨特優(yōu)勢,導致了更加優(yōu)化的性能。材料的化學組成,形貌以及粒徑的大小均對尖晶石鐵氧體的物理和化學性能有很大的影響。因此,納米鐵氧體及其復合物的設計合成,針對其微觀結構與性能之間關系的深入探討,具有重要意義。本文主要采用溶劑熱法對ZnFe_2O_4和NiFe_2O_4兩種鐵氧體進行了合成,并分別研究了其在電化學和微波吸收領域的應用。主要研究內容如下:1.多孔ZnFe_2O_4納米球的制備及其作為鋰離子電池負極材料的電化學性能研究。我們采用溶劑熱法輔助熱處理的方法成功的合成了粒徑為200 nm左右的多孔ZnFe_2O_4納米球。并用X射線衍射儀和X光電子能譜(XPS)對其化學組成進行了分析,通過掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)確定了材料形貌和微觀結構等特征,用N2吸附證明了其介孔特征以及比表面積和孔徑等信息。通過此方法合成得到的多孔ZnFe_2O_4納米球作為鋰離子電池負極材料,展現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學性能。多孔的特征有利于電解液浸潤,同時緩解充放電過程中的體積改變,使結構更加穩(wěn)定,從而增加了循環(huán)性能。較小的顆粒尺寸,縮短了鋰離子的傳輸路徑,促進了離子傳輸,從而增加了倍率性能。2.NiFe_2O_4微米棒及其復合物的合成和微波吸收性能研究。我們采用溶劑熱及熱處理過程制備得到了NiFe_2O_4微米棒,進一步采用原位化學氧化聚合法合成了NiFe_2O_4@PPy復合物。對其組成進行了X射線粉末測試(XRD);用拉曼光譜證明了PPy的存在;微觀形貌以及結構進行了掃描電鏡測試(SEM)和透射電鏡測試(TEM);用振動樣品磁強計(VSM)進行了相關的磁性表征。我們對兩種材料進行了微波吸收性能測試,結果表明NiFe_2O_4@PPy復合物在涂層厚度為2.5 mm時最大反射損失值達到-28.06 dB,比單一的NiFe_2O_4微米棒的微波吸收性能(涂層厚度為3 mm時最大反射損失值為-7.82 dB)有很大提升。NiFe_2O_4@PPy復合物微波吸收性能的改善主要是因為介電材料PPy的引入增加了介電性能,使材料獲得了更優(yōu)的阻抗匹配,同時復合材料中存在的多重界面以及相關的界面極化和弛豫過程,增加了對電磁波的衰減和損耗。
[Abstract]:As a frontier technology in contemporary society, nanotechnology has been paid more and more attention and developed rapidly. With the development of nanotechnology, more and more nanomaterials emerge. Spinel ferrite has attracted much attention because of its unique electrical, magnetic and particle size characteristics. Spinel ferrite nanomaterials combine the electromagnetic properties of ferrites with the unique advantages of nanomaterials, resulting in better performance. The chemical composition, morphology and size of the spinel ferrite have great influence on the physical and chemical properties of the spinel ferrite. Therefore, it is of great significance to study the relationship between microstructure and properties of nano-ferrite and its complexes. In this paper, ZnFe_2O_4 and NiFe_2O_4 ferrites were synthesized by solvothermal method, and their applications in electrochemical and microwave absorption were studied. The main research contents are as follows: 1. Preparation of porous ZnFe_2O_4 nanospheres and their electrochemical properties as anode materials for lithium ion batteries. The porous ZnFe_2O_4 nanospheres with a diameter of about 200 nm were successfully synthesized by solvothermal assisted heat treatment. The chemical composition was analyzed by X-ray diffractometer and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The morphology and microstructure of the materials were determined by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The mesoporous characteristics, specific surface area and pore size were proved by N2 adsorption. The porous ZnFe_2O_4 nanospheres synthesized by this method were used as anode materials for lithium ion batteries and showed excellent electrochemical properties. The porous characteristics are favorable to the electrolyte infiltration, and at the same time to ease the volume change during charge and discharge, and make the structure more stable, thus increasing the circulation performance. The smaller particle size shortens the transport path of lithium ion and accelerates the ion transport thus increasing the ratio performance. 2. The synthesis and microwave absorption properties of NiFe2O4 microrods and their complexes. NiFe_2O_4 micron rods were prepared by solvothermal and heat treatment. Furthermore, NiFe_2O_4@PPy complexes were synthesized by in situ chemical oxidation polymerization. The existence of PPy was proved by Raman spectroscopy, the morphology and structure of PPy were characterized by scanning electron microscopy (SEM) (SEM) and transmission electron microscopy (TEM);) by vibrating sample magnetometer (VSM). We tested the microwave absorption properties of two kinds of materials, The results show that when the coating thickness is 2.5 mm, the maximum reflectance loss value of NiFe_2O_4@PPy composite is -28.06 dB, which is much higher than that of a single NiFe_2O_4 micron rod (when the coating thickness is 3 mm, the maximum reflectance loss value is -7.82 dB). The improvement of microwave absorption is mainly due to the introduction of dielectric material PPy to increase the dielectric properties. At the same time, the multiple interfaces in the composites and the related interfacial polarization and relaxation processes increase the attenuation and loss of electromagnetic waves.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB33

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鄭淑芳;熊國宣;黃海清;羅劉軍;鄧敏;;鐵氧體制備、形貌與性能的關系研究[J];材料導報;2009年23期

2 烏居道寬;孫寶洪;;鐵氧體[J];儀表材料;1978年01期

3 亓淑艷;陳明;徐妍;;鐵氧體的研究進展[J];化學工程師;2014年01期

4 楊文毅;鄭曉華;王偉;張明熹;蔡永豐;張雁江;王傳璐;李鋒鋒;沈毅;馬雪剛;;固體廢棄物制備鐵氧體材料的研究進展[J];無機鹽工業(yè);2014年05期

5 陳俊,王翔,周廷富,張瑜;霧化焙燒在制備高性能鐵氧體材料方面的應用[J];有色金屬(冶煉部分);2003年04期

6 陳志君,傅正義,王皓,張金詠;鐵氧體材料研究進展[J];陶瓷科學與藝術;2003年03期

7 刁春麗;婁廣輝;;鐵氧體磁性材料的研究現(xiàn)狀與展望[J];山東陶瓷;2006年01期

8 任慧;焦清介;康飛宇;崔慶忠;李江存;;納米鐵氧體復合材料制備及吸波性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2007年S2期

9 鄭國渠;牛勇;胡軍;張錢獻;;不銹鋼氧化皮酸洗廢渣制備鐵氧體磁性材料[J];材料科學與工程學報;2008年02期

10 劉獻明;吉保明;;納米結構鐵氧體磁性材料的制備和應用[J];應用化工;2008年06期

相關會議論文 前10條

1 易容平;;一種低成本的石榴石鐵氧體材料[A];第十二屆全國磁學和磁性材料會議專輯[C];2005年

2 范薇;呂寶順;廖有良;藤陽民;;六角鐵氧體材料的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

3 冷觀武;李俊;彭虎;;微波高溫燒結鐵氧體材料研究與實踐[A];第三屆永磁及軟磁鐵氧體技術交流會論文集[C];2004年

4 陳德輪;;原子吸收光譜法測定鍶鈣鐵氧體中鈣[A];中國電子學會生產(chǎn)技術學會理化分析四屆年會論文集上冊[C];1991年

5 劉剛;楊中華;夏興順;王從香;;鐵氧體瓷棒真空鍍膜技術[A];中國真空學會第六屆全國會員大會暨學術會議論文集[C];2004年

6 張曄;姜海濤;解啟林;;鐵氧體基材濺射膜層的附著力測試方法[A];中國電子學會第十五屆電子元件學術年會論文集[C];2008年

7 胡平;潘德安;張深根;田建軍;;納米鋅鐵氧體的制備及磁性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（第4分冊）[C];2010年

8 石軍傳;齊西偉;周濟;張力;張迎春;;氯化鈉摻雜對多層片式電感用鎳銅鋅鐵氧體顯微結構和磁性能的影響[A];中國硅酸鹽學會2003年學術年會論文摘要集[C];2003年

9 王公正;房喻;莫潤陽;;微米復合鐵氧體材料超聲波吸收檢測研究[A];中國化學會第九屆全國應用化學年會論文集[C];2005年

10 李詩tb;王改花;任勇;代波;;細菌纖維素/鈷鋅鐵氧體復合材料的吸波性能研究[A];2012中國功能新材料學術論壇暨第三屆全國電磁材料及器件學術會議論文摘要集[C];2012年

相關重要報紙文章 前10條

1 邵海成 戴紅蓮 黃健 沈春華 李世普;鐵氧體磁性陶瓷材料的研究動態(tài)及展望[N];廣東建設報;2005年

2 何小明;新型抗電磁干擾材料 鐵氧體噪聲抑制紙[N];中國電子報;2000年

3 曹伍;北礦磁材在上交所掛牌交易[N];中國有色金屬報;2004年

4 王耕福;平面變壓器新鐵氧體電感元件[N];中國電子報;2000年

5 黃剛 陽開新;創(chuàng)新·完善 磁材“十五”科技發(fā)展思路[N];中國電子報;2001年

6 王西永;日本FDK研制出新型鐵氧體材料[N];中國汽車報;2003年

7 ;TDK推出新一代功率鐵氧體PC95[N];中國電子報;2003年

8 巨田證券研究所 卜忠東;技術實力雄厚[N];中國證券報;2004年

9 曹勇;“九五”回顧 “十五”展望[N];中國電子報;2001年

10 黃剛;日本磁性材料生產(chǎn)科研走勢[N];中國電子報;2001年

相關博士學位論文 前10條

1 宋福展;準一維鐵氧體基軟硬磁復合材料的制備、結構及電磁特性研究[D];江蘇大學;2015年

2 鄭宗良;高頻鐵氧體材料的磁介性能調控研究[D];電子科技大學;2016年

3 鄭輝;微波環(huán)行器用低維鐵氧體的制備及性能研究[D];電子科技大學;2016年

4 周廷川;低溫共燒結LiZn旋磁復合鐵氧體材料研究[D];電子科技大學;2016年

5 向青云;鐵氧體材料的原子氫化機理及改性研究[D];北京科技大學;2017年

6 譚立容;基于鐵氧體加載基片集成波導的頻率可調天線研究[D];南京大學;2014年

7 黃凱;摻雜對W型六角晶系鐵氧體的微觀結構和磁性能研究[D];安徽大學;2017年

8 尉國棟;鋰離子電化學嵌入/脫嵌對尖晶石結構鐵氧體磁性動態(tài)調控的研究[D];山東大學;2017年

9 李紅英;稀土六方鐵氧體的合成、表征及吸波性能的研究[D];吉林大學;2007年

10 李茹民;摻雜納米鐵氧體的合成與磁性能研究[D];哈爾濱工程大學;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 劉正陽;大功率鐵氧體匹配支節(jié)研究[D];南京信息工程大學;2015年

2 楊洋;酸洗污泥制備鐵氧體吸附Pb~(2+)廢水研究[D];南京理工大學;2015年

3 馮弘;尖晶石型Mn-Zn、Ni-Zn鐵氧體磁性納米晶的軟化學可控制備及性能研究[D];四川師范大學;2015年

4 王曉;鈷銅鋅鐵氧體—聚吡咯微波吸收材料的制備及吸波機理分析[D];沈陽理工大學;2015年

5 于丕風;高Bs低損耗MnZn鐵氧體材料的研制[D];電子科技大學;2015年

6 宦麗;抗偏置低溫燒結NiCuZn鐵氧體及在功率片式電感中的應用研究[D];電子科技大學;2015年

7 周寅冬;MgCuZn鐵氧體材料制備與高頻磁性能研究[D];電子科技大學;2014年

8 王亮;低溫制備NiCuZn鐵氧體及對磁性能的影響[D];電子科技大學;2014年

9 李海鑫;高性能耐熱沖擊鎳鋅功率鐵氧體材料的研究[D];電子科技大學;2015年

10 李東月;用于無線充電中的NiCuZn鐵氧體屏蔽材料的研究[D];電子科技大學;2015年

，

本文編號：2234521