近年來,電磁波（EM）污染對人體健康、設(shè)備運(yùn)行、信息安全等方面造成了嚴(yán)重的危害受到人們的廣泛關(guān)注。電磁波吸收技術(shù)因其電磁波與電磁波吸收材料（吸波材料）相互作用時產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)成為一種先進(jìn)和綠色的技術(shù)。在眾多的吸波材料中,碳化物/碳復(fù)合材料是一種新型的二元介電材料,且具有良好的EM吸收性能。本論文以二氰二胺（DCA）和偏鎢酸銨（AM）固體為原料,通過簡單的非溶劑法制備了不同質(zhì)量比的碳化鎢/碳復(fù)合材料前驅(qū)體。然后,高溫?zé)峤馇膀?qū)體,超細(xì)WC1-x納米顆粒（3～4nm）原位生成并均勻分散在DCA衍生的碳納米片上。這種特殊的結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)碳化物顆粒尺寸過大引起的化學(xué)均勻性差的問題,有利于形成豐富的異質(zhì)界面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法不僅可以通過改變DCA與AM的質(zhì)量比有效調(diào)控復(fù)合材料的化學(xué)組成,而且不影響WC1-x納米粒子的平均尺寸。此外,隨著碳納米片含量的增加,碳化鎢/碳復(fù)合材料的電導(dǎo)損耗和極化弛豫引起的相對復(fù)介電常數(shù)和介電損耗能力也不斷增強(qiáng)。復(fù)合材料介電性能的差異性使這些材料具有可分辨的衰減能力和阻抗匹配能力。當(dāng)DCA與AM的重量比為6.0時,優(yōu)化后的復(fù)合材料可以在2.0-18.0 GHz范圍... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)NG/CoNi雜化體合成示意圖，(b)NG/CoNi雜化體的TEM和CoNi在NG/CoNi雜化體中的HRTEM，(c)NG/CoNi雜化體的三維反射損耗圖[26]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-7-同效應(yīng)，復(fù)合材料的最大反射損耗達(dá)到-22dB（10GHz,2.00mm），有效吸收帶寬為14.4GHz（1.35-5.0mm）。圖1-1(a)NG/CoNi雜化體合成示意圖，(b)NG/CoNi雜化體的TEM和CoNi在NG/CoNi雜化體中的HRTEM，(c)NG/CoNi雜化體的三維反射損耗圖[26]Meng等人以Fe3O4、石墨烯、聚多巴胺、乙烯和乙二醇為原料成功合成了3D石墨烯@Fe3O4納米片復(fù)合材料（圖1-2a）[27]。其中，聚多巴胺作為一種有效的粘結(jié)劑將Fe3O4和石墨烯結(jié)合在一起，進(jìn)而構(gòu)建出石墨烯雙面都生長Fe3O4的3D結(jié)構(gòu)。該材料在9.5GHz,2.7mm時的最大反射損耗為-52.8dB，展現(xiàn)出優(yōu)異的吸波性能（圖1-2b）。圖1-2(a)3D石墨烯@Fe3O4納米片合成示意圖，(b)不同厚度石墨烯@Fe3O4納米片的電磁波吸收機(jī)理和RL[27]

容易氧化、磁損耗能力較弱和較低的居里點(diǎn)）[27]。因此，一些科學(xué)工作者嘗試用其它介電材料替代磁性材料并與碳基材料復(fù)合[28-32]。1.3.3碳化物/碳復(fù)合吸波材料的研究現(xiàn)狀碳化物作為一種特殊的陶瓷材料，具有良好的機(jī)械、物理和化學(xué)性能，在儲能和催化等領(lǐng)域擁有廣泛的前景。尤其是，碳化物固有的極化弛豫特性使得它們成為與碳材料進(jìn)行復(fù)合以此來衰減電磁波的常用介質(zhì)。許多例子也成功證明碳和碳化物之間的協(xié)同效應(yīng)可以有效改善復(fù)合材料的吸波性能[28-32]。Li等人通過CVD工藝實(shí)現(xiàn)修飾Ti3C2碳氮化合物的目的，該材料（圖1-3）具有大量的異質(zhì)界面、導(dǎo)電路徑、缺陷和多孔結(jié)構(gòu)[28]。研究顯示，由于氮摻雜的Ti3C2和碳納米管之間的協(xié)同效應(yīng)，以及豐富的異質(zhì)界面、缺陷、孔狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)Ti3C2Tx/CNTs復(fù)合材料的填充量為35%，厚度為1.55mm時，最大反射損耗達(dá)到-52.9dB。此外，隨著材料厚度的改變，有效吸收帶寬達(dá)到14.54GHz（3.46-18GHz）展現(xiàn)出良好的吸波性能。圖1-3碳納米管修飾Ti3C2的SEM[28]Li等人采用熔融鹽法成功合成了鱗片狀結(jié)構(gòu)的G/TiC/Ti3C2吸波材料[29]。如圖1-4（a），（b），在G/TiC/Ti3C2中，Ti3C2片垂直生長于G/TiC平面。研究發(fā)現(xiàn)，這種特殊的異質(zhì)界面和電子能帶結(jié)構(gòu)可以有效地抑制趨膚效應(yīng)；同時，在電場的作用下，空間電荷在異質(zhì)界面處大量積累引起界面極化，導(dǎo)致電磁波最大反射損耗達(dá)到-63dB,從而提升了電磁波的吸收性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碳化鈦和石墨烯之間的協(xié)同效應(yīng)以及這種特殊結(jié)構(gòu)可以有效優(yōu)化復(fù)合材料的吸波性能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Microwave Absorption of Crystalline Fe/MnO@C Nanocapsules Embedded in Amorphous Carbon[J]. Gaihua He,Yuping Duan,Huifang Pang.  Nano-Micro Letters. 2020(04)

博士論文
[1]鈷鎳金屬及石墨烯復(fù)合吸波材料制備與性能[D]. 王瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]碳納米管異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制作及高溫電磁特性研究[D]. 盧明明.北京理工大學(xué) 2017

碩士論文
[1]鐵鈷金屬/碳復(fù)合材料的制備及電磁波吸收性能[D]. 王逢源.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]中空核殼四氧化三鐵/氧化鋯納米復(fù)合材料的合成及高溫微波吸收性能研究[D]. 喻蒙.復(fù)旦大學(xué) 2014



本文編號：3585353