【摘要】：隨著時代的進步,電磁波的輻射和污染日益嚴重,成為人們密切關注的問題,人們對微波吸收材料和電磁屏蔽材料的需求急迫。鐵磁類吸波材料由于自身價格低廉,吸收、衰減微波能力強,經常被用于雷達吸波材料領域,但是這類吸波劑也存在不可避免的缺點,比如自身密度大,有效帶寬窄等。為了改變這些缺點,我們采用緩沖溶液法將磁性材料納米化,空心化,制備一種“輕”,“薄”,“寬”,“強”的磁性空心球吸波材料。三維石墨烯納米結構因其質輕、多孔、大比表面積和優(yōu)異的導電/導熱性能,在電磁屏蔽、微波吸收等領域引起了人們的廣泛關注。目前,三維石墨烯內部泡孔尺度通常較大(幾十至幾百微米),因此在獲得相應導電性能的同時,卻難以同時承受較大載荷。為此,我們采用聚苯乙烯(PS)模板法和室溫干燥法,制備了具有內部連續(xù)導電網絡的高密度三維石墨烯,這種三維石墨烯具有優(yōu)異的導電性和電磁屏蔽性能。主要研究內容如下:(1)通過緩沖溶液包覆法成功制備了(SPS@Fe(OH)3)核殼結構材料:形成均勻的金屬氧化物殼層是制備核殼材料的難題,在本實驗中我們采用緩沖溶液法,使Fe3+生長和成核的動力學達到平衡,成功實現了納米級厚度Fe(OH)3殼層在聚苯乙烯微球表面的均勻包覆,并且能夠調整Fe(OH)3包覆量。這種緩沖溶液法同樣適用于包覆氧化石墨烯(GO)和酚醛樹脂微球。(2)制備空心鐵包覆碳微球(Hollow Fe@C)并探究其吸波性能:制備高效輕便的吸波材料仍是現在的科研難題。本實驗中,我們制備了一種雙層殼碳包覆鐵的空心球吸波材料,將包覆了聚多巴胺(PDA)的SPS@Fe(OH)3微球進行退火處理,由于碳層的保護使得到的微球空心結構完善,形貌規(guī)整,且由于無定型碳的還原使Fe3+轉變?yōu)镕e,成功制備出磁性空心球,空心的結構有效降低了材料的密度,并且碳層和磁層的具有協(xié)同損耗作用,當改變Hollow Fe@C的碳層包覆厚度和磁層包覆量時,發(fā)現當PDA包覆時間為3 h,Fe2(S04)3和SPS的初始投料比為0.8:1時,Hollow Fe@C的吸波性能最佳,最低反射損耗(RLmin)能夠達到-45.7dB,帶寬達到8.1 GHz,較空心碳球的RLmin和有效帶寬提高了 168%和87%。(3)高導電/電磁屏蔽效能三維石墨烯(RGM)的制備:宏觀三維(3D)石墨烯由于其輕質多孔結構和優(yōu)異的導電/熱性能受到廣泛關注。然而,通常報道的3D石墨烯孔徑較大,使其難以構建完善的導電網絡。因此,我們報道了一種用PS微球體作為模板通過水熱反應和隨后的熱烘干法來構建3D石墨烯納米結構。得到的密度為0.146g cm-3的RGM與石蠟復合之后顯示出高達343.7 S/m的電導率和在X波段57.1 dB的優(yōu)異電磁屏蔽性能。這種良好的導電和電磁屏蔽性能與內部納米球形孔道結構相關,制得的新型電磁屏蔽材料在軍工方面具有良好的應用前景。
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34
【圖文】：

北京化工大學碩士學位論文屏蔽原理逡逑機理的解釋可采用很多方法，其中包括傳輸線理論法、渦。在這些方法中傳輸線理論法具有計算簡單，精度較高，使用。如下圖所示，當電磁波接觸到屏蔽體時，在屏蔽體分進入到屏蔽體內部向前傳輸，并在屏蔽體的兩面之間中逐漸發(fā)生衰減，剩下一部分透射過屏蔽體。因此電磁屏面反射損耗，屏蔽材料吸收損耗，屏蔽材料內部多重反射

射波逡逑多次反射逡逑圖１－１電磁屏蔽機理示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｏｆ邋ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ邋ｍａｔｅｒｉａｌ逡逑為了表示屏蔽體對電磁波的屏蔽能力和抗電磁干擾能力，采用屏蔽效能（ＳＥ）來逡逑定義材料的電磁屏蔽能力。根據謝坤諾夫公式和傳輸線模型，計算電磁屏蔽效能的公逡逑式如下：逡逑ＳＥ＝ＳＥａ＋ＳＥｒ＋ＳＥｍ邋（ｄＢ）邐式（１＿１）逡逑式１－１中ＳＥＡ代表屏蔽體的吸收損耗，ＳＥＲ代表代表屏蔽體表面的反射損耗，ＳＥＭ逡逑屏蔽體內部的多重反射損耗。根據研宄表明，ＳＥｍ與ＳＥａ有關，當ＳＥＡ＞１５ｄＢ時，ＳＥｍ逡逑可忽略不計。逡逑１．４空心球的制備方法及吸波方向的應用逡逑６逡逑

邐ＳＴＳＴ邋ＣＳ邋ＮＰ￥逡逑￥鞭逡逑圖１－２邋（ａ）硬模板法合成Ｔｉ０２三層殼空心球，（ｂ－ｄ）邋Ｔｉ０２單層殼空心球（ｂ），邋Ｔｉ０２雙層殼空心逡逑球（ｃ），邋Ｔｉ０２三層殼空心球（ｄ）的透射電鏡逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋（ａ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｈａｒｄ邋ｔｅｍｐｌａｔｉｎｇ邋ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ｏｆ邋Ｔｉ0２邋ｔｒｉｐｌｅ－ｓｈｅｌｌｅｄ邋ｈｏｌｌｏｗ逡逑ｓｐｈｅｒｅｓ，邋（ｂ－ｄ）邋ＴＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ＴｉＯ：邋ｓｉｎｇｌｅ－ｓｈｅｌｌｅｄ邋ｈｏｌｌｏｗ邋ｓｐｈｅｒｅｓ邋（ｂ），邋ｄｏｕｂｌｅ－ｓｈｅｌｌｅｄ邋ｈｏｌｌｏｗ逡逑ｓｐｈｅｒｅｓ邋（ｃ），邋ａｎｄ邋ｔｒｉｐｌｅ－ｓｈｅｌｌｅｄ邋ｈｏｌｌｏｗ邋ｓｐｈｅｒｅｓ邋（ｄ）逡逑１．４．１．２軟模板法逡逑表面活性劑或者嵌段共聚物這樣的兩性分子當在溶液中濃度大于臨界膠束濃度，逡逑能夠自組裝成不同結構的膠束或者囊泡，這種膠束和囊泡能夠作為合成中空結構的軟逡逑模板。然而，膠束和囊泡是熱力學亞穩(wěn)態(tài)的，它們對溶液的溫度，ｐＨ值，濃度，有機逡逑／無機添加劑等條件都很敏感，同時可以控制這些條件來改變膠束／囊泡的模板結構，逡逑但這種敏感性也限制了軟模板法在實踐中的廣泛應用

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 高唐;;關于石墨烯的化學研究進展分析[J];時代農機;2018年10期

2 ;新研究發(fā)現改進石墨烯材料性能的途徑[J];分析測試學報;2018年12期

3 楊化喜;張繼陽;李紅霞;田明;鄒華;;石墨烯/橡膠納米復合材料的國內外現狀與研究進展[J];特種橡膠制品;2018年06期

4 霍川;;石墨烯的制備與應用前景[J];西部皮革;2018年22期

5 趙大洲;;石墨烯的制備及功能化研究進展[J];皮革與化工;2018年06期

6 ;新研究發(fā)現改進石墨烯材料性能的途徑[J];塑料科技;2019年01期

7 劉金金;趙公民;馬丹丹;;國際石墨烯制備技術研究熱點和前沿態(tài)勢分析[J];合成材料老化與應用;2018年06期

8 ;化工大數據 圖說石墨烯[J];廣州化工;2018年23期

9 鐘智麗;萬佳;王玉新;史曉騰;;石墨烯涂層棉織物的制備及性能研究[J];化工新型材料;2018年12期

10 趙娟平;解念鎖;王少華;;石墨烯的制備與應用研究進展[J];鑄造技術;2018年12期

相關會議論文 前10條

1 高超;方波;;石墨烯宏觀組裝及多功能復合材料[A];中國化學會2017全國高分子學術論文報告會摘要集——主題M：高分子共混與復合體系[C];2017年

2 李永軍;楊陽;戴靜;黃曉宇;;功能化石墨烯、氟化石墨烯及石墨烷的制備[A];中國化學會2017全國高分子學術論文報告會摘要集——主題O：共價骨架高分子與二維高分子[C];2017年

3 梁秀敏;江雷;程群峰;;仿生石墨烯纖維研究進展[A];中國化學會2017全國高分子學術論文報告會摘要集——主題M：高分子共混與復合體系[C];2017年

4 方浩明;白樹林;;三維石墨烯填充高導熱彈性體[A];中國化學會2017全國高分子學術論文報告會摘要集——主題M：高分子共混與復合體系[C];2017年

5 許亮;鄒聰;董鑒銳;張興權;羅銘;左明明;曹振興;;氧化石墨烯涂層的制備及其性能表征[A];中國化學會2017全國高分子學術論文報告會摘要集——主題K：高性能高分子[C];2017年

6 張學薇;徐晨;汪洋;尹少騫;王韞璐;趙沛;王宏濤;;石墨烯轉移方法[A];中國力學大會-2017暨慶祝中國力學學會成立60周年大會論文集（A）[C];2017年

7 汪洋;程昱;王韞璐;張帥;徐晨;張學薇;尹少騫;應林煒;宋也男;李群仰;趙沛;王宏濤;;石墨烯的制備及力學性質研究[A];中國力學大會-2017暨慶祝中國力學學會成立60周年大會論文集（A）[C];2017年

8 王熒;郭航;李娟;;石墨烯制備及其應用安全[A];《環(huán)境工程》2018年全國學術年會論文集（中冊）[C];2018年

9 張艾蕊;查鵬飛;王曉康;范冰奇;王梅玲;王海;;微波氧燃燒-高分辨電感耦合等離子體質譜法測定石墨烯中硫[A];第三屆全國質譜分析學術報告會摘要集-分會場6：無機質譜[C];2017年

10 郭麗;;氧化石墨烯滲透膜的激光改性及其氣體分離性能[A];第二屆中國氚科學與技術學術交流會論文集[C];2017年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 王彥彬;石墨烯將怎樣改變通信？[N];通信產業(yè)報;2016年

2 向東;石墨烯材料肩負的戰(zhàn)略使命[N];中國工業(yè)報;2018年

3 艾班;石墨烯生物材料制備成功[N];中國化工報;2014年

4 記者 姜小毛;首個純石墨烯粉末產品誕生[N];中國化工報;2013年

5 劉平昌 唐娟;國內首條石墨烯薄膜生產線投產[N];中國化工報;2013年

6 記者 李東周;石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟成立[N];中國化工報;2013年

7 特約記者 姚耀富;江蘇成立石墨烯產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟[N];中國化工報;2013年

8 朱永康;全球石墨烯市場高速增長[N];中國化工報;2013年

9 記者 李東周 通訊員 張華生;全球最大規(guī)模石墨烯生產線投產[N];中國化工報;2014年

10 郭樺;愛爾蘭開發(fā)石墨烯生產新方法[N];中國化工報;2014年

相關博士學位論文 前10條

1 胡新將;磁性耦合氧化石墨烯衍生材料對多元組分中重金屬離子的吸附機理研究[D];湖南大學;2015年

2 董雁飛;新型石墨烯太赫茲功能器件研究[D];國防科學技術大學;2016年

3 張利娟;非貴金屬納米電催化劑的制備及性能研究[D];西北工業(yè)大學;2017年

4 盛利志;石墨烯基材料多維度結構組裝及其性能研究[D];哈爾濱工程大學;2018年

5 尚玉棟;石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備、結構與性能研究[D];西北工業(yè)大學;2017年

6 孔維青;多孔碳材料的電容去離子及能量存儲研究[D];湖南大學;2018年

7 王宇;多維度金屬氧（硫）化物/三維石墨烯復合材料的制備及儲鋰/鈉性能研究[D];北京化工大學;2017年

8 劉桂東;基于超表面的Fano共振及其應用研究[D];湖南大學;2018年

9 羅昕;金屬/石墨烯亞波長結構的光傳輸特性研究[D];湖南大學;2018年

10 曹烈茂;石墨烯/炔電極分子結輸運性質的第一性原理研究[D];湖南師范大學;2018年

相關碩士學位論文 前10條

1 馬馳;基于固態(tài)碳源的CVD法制備石墨烯薄膜研究[D];西北大學;2018年

2 王守龍;管道鎳—石墨烯脈沖電沉積復合鍍層工藝及性能研究[D];東北石油大學;2018年

3 任壬;金屬/功能化石墨烯納米復合材料的制備，表征和應用[D];蘭州大學;2015年

4 包金琳;石墨烯/電介質多層結構中模式耦合與控光特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

5 李悅;SnO_2量子線/多孔石墨烯復合材料制備及H_2S氣敏性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

6 張宇;石墨烯復合物光電催化行為的研究[D];華北理工大學;2018年

7 沈榮琦;石墨烯修飾的金屬表面吸附及潤濕特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

8 高玄;石墨烯基復合材料的制備及其對苯酚、鉻和鈾的吸附性能研究[D];安徽建筑大學;2018年

9 陳友消;石墨烯量子點的可控制備及熒光性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

10 王瑞多;石墨烯微納光纖復合波導全光調制器件與特性[D];西北大學;2018年

本文編號：2744406