石墨烯及其復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)和電輸運(yùn)性能以及穩(wěn)定的化學(xué)性能,在電子器件、儲能材料、電池、電磁屏蔽與隱身等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。通過改變石墨烯材料的物理與化學(xué)結(jié)構(gòu)可以大范圍調(diào)控材料的介電性能,從而有效操縱在其中傳輸?shù)碾姶挪芰?在可穿戴器件和微波通信技術(shù)領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用潛力。本文研究了石墨烯材料在不同電磁波頻段的介電性能,探索了石墨烯材料在高靈敏濕度傳感和寬帶微波吸收方面的應(yīng)用。在kHz波段,研究了環(huán)境濕度對石墨烯多孔材料介電性能的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)石墨烯材料的介電損耗具有高靈敏度的濕度響應(yīng)特性,介電損耗的濕度傳感靈敏度分別達(dá)到介電常數(shù)的29倍,直流電導(dǎo)率的13倍,高于文獻(xiàn)報(bào)道的其他石墨烯材料濕度傳感器靈敏度。這種濕度傳感的高靈敏響應(yīng)的原因是,石墨烯多孔材料在濕度環(huán)境容易吸附水分子,孤立的導(dǎo)電區(qū)域被水團(tuán)簇連接成新的局部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),從而產(chǎn)生高的介電損耗。這種石墨烯傳感器可以通過加載力學(xué)形變進(jìn)行靈敏度調(diào)制,而且其傳感性能長期穩(wěn)定可重復(fù),在高性能濕度傳感領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值。在GHz波段,系統(tǒng)研究了石墨烯復(fù)合材料的介電性能,利用原位自組裝技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),制備了一種基于石墨烯/無紡布復(fù)合材料的寬頻... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１石墨烯／Ｔｉ０２復(fù)合材料：（ａ）制備流程；（ｂ）微觀結(jié)構(gòu)；（ｃ）透射電鏡圖；（ｄ）介電??常數(shù)；（ｅ）介電損耗；（ｆ）充放電曲線；（ｇ）循環(huán)測試的電極電壓

Ｔｉｍｅ?（ｓ）?Ｔｉｍｅ?（ｓ）??圖１－１石墨烯／Ｔｉ０２復(fù)合材料：（ａ）制備流程；（ｂ）微觀結(jié)構(gòu)；（ｃ）透射電鏡圖；（ｄ）介電??常數(shù)；（ｅ）介電損耗；（ｆ）充放電曲線；（ｇ）循環(huán)測試的電極電壓。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｇｒａｐｈｅｎｅ／Ｔｉ〇２?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：?（ａ）?ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，?（ｂ）?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，?（ｃ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ，?（ｄ）??ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ，?（ｅ）?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｌｏｓｓ，?（ｆ）ｃｙｃｌｉｃ?ｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｃｕｒｖｅ?ｈｙｂｒｉｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ｆｏｒ?ａ?ｌｏｎｇ?ｔｉｍｅ??ｉｎｔｅｒｖａｌ．??Ｗａｎｇ等人［２５Ｉ利用石墨烯與聚合物復(fù)合，制備出石墨烯氣凝膠／聚乙烯醇??（ＰＶＡ）復(fù)合材料，以降低介電損耗。通過水熱法還原氧化石墨烯之后，直接冷??凍干燥石墨烯，原位組裝形成具有超低密度、高孔隙率和顯著熱穩(wěn)定性的石墨烯??／ＰＶＡ骨架。然后加入ＰＶＡ溶液二次冷凍干燥，在石墨烯／ＰＶＡ骨架網(wǎng)絡(luò)中間引??入ＰＶＡ阻隔層。引入的ＰＶＡ絕緣層阻斷了石墨烯骨架橫向的導(dǎo)電通路，有效阻??止了橫向感應(yīng)電流的產(chǎn)生

?＿?１５０００－??‘編?ｌ：Ｅ＾Ｌ??圖１－２?（ａ－ｄ）不同孔隙率的石墨烯／ＰＶＡ復(fù)合材料的掃描電鏡圖；（ｅ）?０％孔隙率復(fù)合材料透??射電鏡圖；不同濃度ＰＶＡ阻隔層復(fù)合材料（ｆ）直流電導(dǎo)率，介電常數(shù)；（ｇ）介電損耗與孔??隙率的關(guān)系；不同復(fù)合材料（ｈ）介電常數(shù)與介電損耗，（ｉ）介電常數(shù)與損耗比值對比??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?（ａ－ｄ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＧＡ／ＰＶＡ－２５ＰＶＡ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｏｒｏｓｉｔｉｅｓ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ??ｂｙ?ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ；?（ｅ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＧＡ／ＰＶＡ－２５ＰＶＡ；?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｐｏｒｏｓｉｔｙ?ｏｎ?（ｆ）?ＡＣ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ??ａｎｄ?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｓｔａｎｔ；?ａｎｄ?ｏｎ?（ｇ）?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｌｏｓｓ?ｍｅａｓｕｒｅｄ?ａｔ?１?ｋＨｚ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｃｏａｔｅｄ?ｗｉｔｈ??ＰＶＡ?ｂａｒｒｉｅｒｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ；?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?（ａ）?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ａｎｄ?ｌｏｓｓ，?ａｎｄ?（ｂ）??ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｓｔａｎｔ／ｌｏｓｓ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?ｗｉｔｈ?ｃｅｒａｍｉｃ／ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｆｉｌｌｅｒｓ．??Ｈａｎ等人［２６Ｉ通過可逆的表面斷裂轉(zhuǎn)移聚合法制備出兩種不同殼厚度核殼結(jié)??構(gòu)復(fù)合材料，內(nèi)層為還原氧化石墨烯導(dǎo)電填料，殼層為剛性含氟聚合物。殼層較??薄的記為ｒＧＯ＠ＰＴＦＭＳ－ｌ


本文編號：3523213