聚苯胺復(fù)合材料的制備及微波性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-04 18:11
隨著現(xiàn)代社會(huì)中電磁產(chǎn)品越來越多,人們生活中受到的電磁干擾也越來越多。在軍事領(lǐng)域上,如何有效的降低雷達(dá)電磁波的探測效果一直是各研究領(lǐng)域的一個(gè)重要技術(shù)課題。本文以聚苯胺為主體材料,通過加入碳納米管和石墨烯,利用不同方法制備了聚苯胺/碳納米管復(fù)合物、聚苯胺/還原石墨烯復(fù)合物,重點(diǎn)討論了這兩種復(fù)合物的微波吸收特性以及碳納米管和石墨烯含量對于復(fù)合物吸波特性的影響。主要研究內(nèi)容如下:合成制備了聚苯胺/碳納米管復(fù)合物、聚苯胺/還原石墨烯復(fù)合物,通過SEM,XRD,FTIR等表征手段發(fā)現(xiàn),制備的聚苯胺/碳納米管復(fù)合物、聚苯胺/還原石墨烯復(fù)合物中聚苯胺對碳納米管和還原石墨烯的包覆都為物理包覆,在復(fù)合過程中并沒有產(chǎn)生新的化學(xué)鍵和結(jié)晶類型。采用原位復(fù)合法制備聚苯胺與碳納米管復(fù)合材料,制備了不同碳納米管含量的聚苯胺與碳納米管復(fù)合物。與聚苯胺相比,復(fù)合材料的介電常數(shù)明顯增加。聚苯胺與碳納米管復(fù)合材料中碳納米管含量為20%時(shí),復(fù)合材料具有最好的微波吸收性能。復(fù)合材料的最大反射損耗為-21.10dB,相比于聚苯胺的最大反射損耗-3.97dB,有了很大的提升。這是由于少量的碳納米管并沒有改變復(fù)合物的結(jié)構(gòu),復(fù)合物的結(jié)構(gòu)...
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:52 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2聚苯胺的四種形態(tài)??Fig?1-2?Four?structures?of?polyaniline??
*CKOK>K>4:??t.德k^Wlll^faicfe?斯??圖1-2聚苯胺的四種形態(tài)??Fig?1-2?Four?structures?of?polyaniline??1.?3.?3聚苯胺合成及應(yīng)用??經(jīng)過三十多年的發(fā)展,聚苯胺已經(jīng)有很多種成熟的制備方法,其中典型的有:??化學(xué)氧化法,電化學(xué)聚合法,乳液聚合法以及模板法等,其中以化學(xué)氧化法最為??常用。??聚苯胺由于其導(dǎo)電性可以作為導(dǎo)電材料,抗靜電材料,由于其電導(dǎo)率可調(diào)可??以作為電磁屏蔽材料和微波吸收材料。在光電器件領(lǐng)域,聚苯胺可用于制備p_n??節(jié),太陽能電池,二極管以及有機(jī)發(fā)光二極管。此外聚苯胺還在電容器,能量存??儲(chǔ)器件,充電電池,微生物燃料電池,電致變色,智能窗口等領(lǐng)域被普遍研究。??1.?3.?4聚苯胺在吸波材料上的應(yīng)用??在微波隱身方面,好的隱身材料應(yīng)該更加輕質(zhì)耐磨,微波吸收頻段更寬。微??波吸收材料根據(jù)其吸波機(jī)理分為電損耗型材料和磁損耗型材料。雖然二者的微波??吸收機(jī)制不一樣
(Konstantin?Novoselov)在2004年在實(shí)驗(yàn)中成功的利用石墨制備出了石墨烯,引發(fā)??了石墨烯研究的熱潮。因?yàn)檫@一實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),兩人獲得了?2〇10年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。??石墨烯的微觀形貌是二維平面蜂巢狀薄膜結(jié)構(gòu),如圖1_4所示。由于石墨烯是??二維平面結(jié)構(gòu),他的厚度就是一個(gè)碳原子的直徑大小,是世界上最薄的納米尺度??的材料,同時(shí)也是世界上硬度最強(qiáng)的納米材料。從石墨烯的結(jié)構(gòu)圖中,我們可以??得到,石墨烯中碳原子相互結(jié)合形成正六邊形,石墨烯中的每一個(gè)碳原子與相鄰??的三個(gè)碳原子處在同一個(gè)平面內(nèi),以這個(gè)原子為中心與其他三個(gè)原子形成三個(gè)夾??角為120°的〇共價(jià)鍵,這種極強(qiáng)的碳_碳間的相互作用非常穩(wěn)定,進(jìn)而導(dǎo)致石墨??烯的力學(xué)性能相比于其他材料更好。而處在2PZ軌道的電子又形成了垂直于碳原子??平面的71鍵,而71電子的自由移動(dòng)又使得石墨烯具有很高的導(dǎo)電性能。??;!???*-?■■1?^1;'.??:.?'??(X趙池域雄班身茲e??圖1-4石墨烯的結(jié)構(gòu)圖??Fig?1-4?Structure?of?graphene??8??
本文編號:2957194
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:52 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2聚苯胺的四種形態(tài)??Fig?1-2?Four?structures?of?polyaniline??
*CKOK>K>4:??t.德k^Wlll^faicfe?斯??圖1-2聚苯胺的四種形態(tài)??Fig?1-2?Four?structures?of?polyaniline??1.?3.?3聚苯胺合成及應(yīng)用??經(jīng)過三十多年的發(fā)展,聚苯胺已經(jīng)有很多種成熟的制備方法,其中典型的有:??化學(xué)氧化法,電化學(xué)聚合法,乳液聚合法以及模板法等,其中以化學(xué)氧化法最為??常用。??聚苯胺由于其導(dǎo)電性可以作為導(dǎo)電材料,抗靜電材料,由于其電導(dǎo)率可調(diào)可??以作為電磁屏蔽材料和微波吸收材料。在光電器件領(lǐng)域,聚苯胺可用于制備p_n??節(jié),太陽能電池,二極管以及有機(jī)發(fā)光二極管。此外聚苯胺還在電容器,能量存??儲(chǔ)器件,充電電池,微生物燃料電池,電致變色,智能窗口等領(lǐng)域被普遍研究。??1.?3.?4聚苯胺在吸波材料上的應(yīng)用??在微波隱身方面,好的隱身材料應(yīng)該更加輕質(zhì)耐磨,微波吸收頻段更寬。微??波吸收材料根據(jù)其吸波機(jī)理分為電損耗型材料和磁損耗型材料。雖然二者的微波??吸收機(jī)制不一樣
(Konstantin?Novoselov)在2004年在實(shí)驗(yàn)中成功的利用石墨制備出了石墨烯,引發(fā)??了石墨烯研究的熱潮。因?yàn)檫@一實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),兩人獲得了?2〇10年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。??石墨烯的微觀形貌是二維平面蜂巢狀薄膜結(jié)構(gòu),如圖1_4所示。由于石墨烯是??二維平面結(jié)構(gòu),他的厚度就是一個(gè)碳原子的直徑大小,是世界上最薄的納米尺度??的材料,同時(shí)也是世界上硬度最強(qiáng)的納米材料。從石墨烯的結(jié)構(gòu)圖中,我們可以??得到,石墨烯中碳原子相互結(jié)合形成正六邊形,石墨烯中的每一個(gè)碳原子與相鄰??的三個(gè)碳原子處在同一個(gè)平面內(nèi),以這個(gè)原子為中心與其他三個(gè)原子形成三個(gè)夾??角為120°的〇共價(jià)鍵,這種極強(qiáng)的碳_碳間的相互作用非常穩(wěn)定,進(jìn)而導(dǎo)致石墨??烯的力學(xué)性能相比于其他材料更好。而處在2PZ軌道的電子又形成了垂直于碳原子??平面的71鍵,而71電子的自由移動(dòng)又使得石墨烯具有很高的導(dǎo)電性能。??;!???*-?■■1?^1;'.??:.?'??(X趙池域雄班身茲e??圖1-4石墨烯的結(jié)構(gòu)圖??Fig?1-4?Structure?of?graphene??8??
本文編號:2957194
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