本文關鍵詞：石墨烯基復合吸波材料的制備和性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯作為一種新型的碳材料,具有優(yōu)異的力學、熱學和電學特性。尤為重要的是,石墨烯較高的介電常數(shù)以及外層電子易極化弛豫特性使其可作為介電損耗吸波基材。針對石墨烯制備過程中氧化還原方法選擇的問題,本文通過對比選擇較優(yōu)的制備方法。通過研究不同復合方法對石墨烯-鐵氧體吸波材料性能的影響,找出最佳的復合方法。在上述研究基礎上,嘗試制備一種新型的石墨烯-聚吡咯-鎳鋅鐵氧體三元復合材料,并研究制備方法、基材組成對吸波性能的影響。相關石墨烯基復合吸波材料的合成豐富和拓展了石墨烯的研究內(nèi)容和范圍,三種不同吸波機制材料的復合為新型三元吸波材料的制備和開發(fā)研究奠定了基礎,具有一定的科學意義。研究表明:(1)采用一步氧化法對石墨原料的氧化效果強于兩步氧化法,且采用鱗片石墨氧化效果更好。水熱還原溫度較高時(200℃)還原效果接近水合肼,所以在反應溫度較高時可以采用水熱還原。(2)采用鱗片石墨、一步氧化法、水合肼還原制備的石墨烯在低頻(0~6000 MHz)范圍內(nèi),吸波性能較差,厚度為4mm時,最小反射損耗僅為-2.82dB。(3)采用原位復合法和物理共混法均成功制備出RGO-Fe_3O_4復合材料。在低頻段(0~6000MHz)范圍內(nèi),復合材料的吸波性能均優(yōu)于單一組分。采用原位復合法制備的復合材料性能較好,最小反射損耗在4mm時達到-8.22dB,且在高頻段有更好的上升趨勢。(4)原位復合法制備的RGO-Fe_3O_4復合材料的吸波性能隨著Fe_3O_4含量的增加而增強。當m(GO)/m(鐵鹽)=1:10時,最小反射損耗在4mm時達到-8.22dB。(5)通過水/溶劑熱法成功制備出Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4和RGO-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4,采用原位聚合法成功制備了RGO-PPy,將水/溶劑熱法和原位聚合法相結合制備出了RGO-PPy-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4三元復合吸波材料。研究發(fā)現(xiàn):采用乙二醇溶劑熱法制備的吸波材料性能優(yōu)于水熱法制備的吸波材料。RGO-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的吸波性能優(yōu)于Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4,而RGO-PPy-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4三元復合材料的性能優(yōu)于RGO-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4和RGO-PPy,且復合材料均以介電損耗為主。當厚度為4.5mm時,采用溶劑熱法制備的RGO-PPy-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的最小反射損耗在8.2GHz處達到-21.1dB,有效吸收帶寬達到3.1GHz(6.9~10.0GHz)。
【關鍵詞】：石墨烯 復合吸波材料 制備方法 鐵氧體 聚吡咯
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-26
• 1.1 吸波材料簡介11-13
• 1.1.1 吸波材料的吸波機理12
• 1.1.2 吸波材料的分類12-13
• 1.2 石墨烯的研究進展13-16
• 1.2.1 石墨烯的性質(zhì)14
• 1.2.2 石墨烯的制備方法14-16
• 1.3 石墨烯在吸波材料中的應用16-24
• 1.3.1 石墨烯基復合吸波材料的制備方法17-20
• 1.3.2 石墨烯基復合材料吸波性能比較20-24
• 1.4 本課題的研究背景與研究內(nèi)容24-26
• 2 實驗藥品及表征手段26-30
• 2.1 實驗藥品26-27
• 2.2 實驗儀器27
• 2.3 樣品的表征手段及條件27-30
• 2.3.1 紅外吸收（FTIR）光譜27-28
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）28
• 2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）28
• 2.3.4 X射線衍射（XRD）28
• 2.3.5 拉曼光譜28
• 2.3.6 熱重分析28-29
• 2.3.7 吸波性能的測定29-30
• 3 石墨烯的制備及表征30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 氧化石墨的制備30-32
• 3.2.1 一步氧化法30-31
• 3.2.2 兩步氧化法31-32
• 3.3 還原氧化石墨烯的制備32-33
• 3.3.1 水合肼還原32-33
• 3.3.2 水熱還原33
• 3.4 結果與討論33-40
• 3.4.1 樣品形貌分析33-34
• 3.4.2 紅外光譜分析34-36
• 3.4.3 熱重分析36-37
• 3.4.4 拉曼光譜分析37-38
• 3.4.5 石墨烯的電磁參數(shù)及吸波性能分析38-40
• 3.5 本章小結40-41
• 4 石墨烯-氧化鐵復合吸波材料41-52
• 4.1 引言41
• 4.2 不同制備方法對復合材料的形貌及吸波性能的影響41-48
• 4.2.1 不同方法對復合材料的制備41-42
• 4.2.2 不同方法制備復合材料的物相及形貌分析42-46
• 4.2.3 不同方法制備復合材料的吸波性能分析46-48
• 4.3 不同F(xiàn)e_3O_4含量對復合材料的形貌及吸波性能的影響48-50
• 4.3.1 不同F(xiàn)e_3O_4含量復合材料的制備48
• 4.3.2 不同F(xiàn)e_3O_4含量復合材料的形貌表征48-49
• 4.3.3 不同F(xiàn)e_3O_4含量復合材料的吸波性能分析49-50
• 4.4 本章小結50-52
• 5 石墨烯-聚吡咯-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4復合吸波材料52-68
• 5.1 引言52
• 5.2 復合吸波材料的制備52-55
• 5.2.1 RGO-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4復合材料的制備52-53
• 5.2.2 RGO-PPy復合材料的制備53-54
• 5.2.3 RGO-PPy-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4復合材料的制備54-55
• 5.3 復合吸波材料的物相及形貌表征55-59
• 5.3.1 紅外光譜分析55-56
• 5.3.2 XRD表征56-58
• 5.3.3 形貌分析58-59
• 5.4 復合材料電磁參數(shù)及吸波性能分析59-66
• 5.4.1 RGO-PPy電磁參數(shù)及吸波性能分析59-61
• 5.4.2 RGO-PPy-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4電磁參數(shù)及吸波性能分析61-66
• 5.5 本章小結66-68
• 6 結論68-70
• 參考文獻70-79
• 攻讀碩士學位期間所取得的研究成果79-80
• 致謝80-81

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