【摘要】：吸波材料在軍用、民用領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用,一方面為軍事行動(dòng)提供隱身保護(hù),另一方面為人體健康、電子元器件正常運(yùn)行提供保障。然而由于各行業(yè)對(duì)于吸波材料的要求越來越高,傳統(tǒng)吸波材料難以滿足需求,新一代的吸波材料急需研發(fā)。石墨烯因其具有密度低、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、力學(xué)性能好、導(dǎo)電性好等優(yōu)異的性能,有望成為新一代的高性能吸波材料。本文利用氧化石墨烯(GO)在被抗壞血酸(L-AA)還原過程中的自組裝特性,成功制得了三維石墨烯(3DGN)�？疾炝薌O、L-AA濃度對(duì)三維石墨烯的微觀形貌、吸波性能的影響。結(jié)果表明,GO濃度越大,3DGN中石墨烯片從無序搭接向有序堆疊轉(zhuǎn)變�？箟难釢舛仍酱�,三維石墨烯的成型動(dòng)力越大。隨著GO、L-AA濃度上升,3DGN的吸波性能先升后降。GO濃度為2mg/mL、L-AA濃度為16mg/mL時(shí),3DGN有最好的吸波性能。在3DGN研究基礎(chǔ)上,以Ni(NO_3)_2為Ni源,通過水熱反應(yīng)成功制備了3DGN/Ni復(fù)合材料。其中,Ni(NO_3)_2、NaOH濃度對(duì)于3DGN/Ni的微觀形貌和吸波性能有較大影響。Ni(NO_3)_2濃度越高,最終石墨烯片上負(fù)載的Ni顆粒越多。而隨著NaOH濃度上升,3DGN/Ni中的Ni顆粒形貌從球狀轉(zhuǎn)向刺球狀,同時(shí)顆粒的粒徑、分布越來越不均勻。隨著Ni(NO_3)_2、NaOH濃度上升,3DGN/Ni的吸波性能先升后降。與純?nèi)S石墨烯相比,3DGN/Ni在總的電磁波能量衰減上有了進(jìn)一步提升。Ni顆粒的加入拓寬了3DGN的有效頻寬,頻寬(-5dB)從3DGN1的5.4GHz拓寬3DGN/Ni-0.1的10.7GHz。接著,在已有的工作基礎(chǔ)上,利用CST Studio軟件進(jìn)行3DGN為主體的多層吸波材料的設(shè)計(jì)。模擬計(jì)算表明,將3DGN2與石蠟不同比例制成的吸波材料進(jìn)行多層復(fù)合后,其低頻區(qū)的吸波性能及有效帶寬比單一濃度的3DGN2有了明顯改善。加入適量厚度的石墨和NiO有利于提高吸波材料的反射損耗。石墨的加入增強(qiáng)了材料在低頻波段的吸波作用,而NiO起到了提高阻抗匹配、透波的作用,且在中高頻波段亦起到了吸波作用。這一模擬結(jié)果為濃度梯度高性能石墨烯吸波材料的設(shè)計(jì)及制備提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB34
【圖文】：

電磁波在多層材料上傳播的示意圖

CVD法制備三維石墨烯的流程圖

GO自組裝機(jī)理圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2758499