本文關鍵詞：碳基納米材料吸波性能研究

  更多相關文章： 吸波性能 碳納米管 碳包鎳納米顆粒 碳包鐵鎳納米顆粒 雙層結構涂層

【摘要】：隨著電子電氣設備的廣泛應用,電磁波污染已成為了21世紀的“隱形殺手”。目前,電磁波吸收是解決電磁波污染問題的有效方法。吸波材料不僅在軍事方面應用廣泛,而且在民用方面也越來越重要。碳納米管、碳包覆鐵磁性金屬納米顆粒等是新型碳基材料,具有良好的吸波性能,是吸波材料研究領域的重要方向。多層結構吸波涂層兼?zhèn)洳煌牧系碾姶挪〒p耗機制,能夠有效地增強電磁波損耗,是近年來的研究熱點。碳納米管的管徑是影響碳納米管吸波性能的重要因素。本文系統(tǒng)地研究了不同管徑(20-40 nm、40-60 nm、60-100 nm)的碳納米管的吸波性能。結果表明,管徑為20-40 nm的碳納米管的吸波性能較為突出。將管徑為20-40 nm的碳納米管與硅樹脂復合制成涂層,當碳納米管在復合材料中含量為5wt.%,涂層厚度為2 mm時,實測反射率低于-10 dB的帶寬達3.46 GHz。當碳納米管填充量為11 wt.%,涂層厚度為2 mm時,測得的實測反射率可達-45.21 dB。本文通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)測試分析手段研究新型碳基復合材料碳包鎳、碳包鐵鎳納米顆粒的成分、結構與形貌。實驗結果表明,碳包鎳和碳包鐵鎳納米顆粒都具有明顯的核-殼結構,顆粒呈類球狀,直徑分別為45-60 nm和80-100 nm。與碳包鐵鎳相比,碳包鎳的吸波效果更為突出。將碳包鎳納米顆粒與硅樹脂復合制成涂層,當碳包鎳納米顆粒的填充量為60wt.%,涂層厚度為2 mm時,反射率低于-10 dB的帶寬達3.14 GHz。構建雙層結構吸波涂層是提高吸波性能的重要手段。結果表明,與單層吸波涂層相比,碳基雙層結構的吸波涂層能更有效地拓寬吸收帶寬。當雙層結構涂層的面層為1 mm厚度的碳納米管S1(碳納米管/硅樹脂復合涂層,碳管管徑為20-40 nm,碳納米管的填充量為5wt.%),底層為1 mm厚度的碳納米管S2(碳納米管/硅樹脂復合涂層,碳管管徑為20-40 nm,碳納米管的填充量為11wt.%)時,實測反射率低于-10 dB的帶寬達3.70 GHz。當雙層結構涂層的面層為1 mm厚度的S1,底層為1 mm厚度的碳包鎳S3(碳包鎳納米顆粒/硅樹脂復合涂層,碳包鎳的填充量為60wt.%)時,反射損耗強。還有,面層為1 mm厚度的S2,底層為1 mm厚度的S3的雙層結構涂層也能有效擴展吸波帶寬。
【關鍵詞】：吸波性能 碳納米管 碳包鎳納米顆粒 碳包鐵鎳納米顆粒 雙層結構涂層
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;TB34
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-32
• 1.1 引言14-15
• 1.2 吸波材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-21
• 1.2.1 鐵氧體系列吸波材料15-16
• 1.2.2 鐵磁金屬微粉吸波材料16-17
• 1.2.3 碳納米管吸波材料17-19
• 1.2.4 核殼型納米吸波材料19-21
• 1.2.5 超材料吸波材料21
• 1.3 吸波材料的物理性能21-26
• 1.3.1 電磁參數(shù)的物理意義22-25
• 1.3.2 吸波材料的損耗機制25-26
• 1.4 吸波涂層的設計與意義26-27
• 1.5 吸波性能測試方法27-30
• 1.5.1 吸波材料電磁參數(shù)的測試方法27-28
• 1.5.2 吸波涂層反射率的測試方法28-30
• 1.6 本文研究內(nèi)容及意義30-32
• 第二章 不同管徑的碳納米管的吸波性能研究32-48
• 2.1 實驗過程32-35
• 2.1.1 實驗原料與設備32-33
• 2.1.2 碳納米管的同軸樣品和實測樣品的制備33-35
• 2.2 實驗結果與分析35-47
• 2.2.1 管徑為20-40 nm的碳納米管的電磁參數(shù)分析35-37
• 2.2.2 管徑為40-60 nm的碳納米管的電磁參數(shù)分析37-39
• 2.2.3 管徑為60-100 nm的碳納米管的電磁參數(shù)分析39-42
• 2.2.4 管徑為20-40 nm的碳納米管/硅樹脂復合涂層的實測反射率分析42-44
• 2.2.5 管徑為40-60 nm的碳納米管/硅樹脂復合涂層的實測反射率分析44-45
• 2.2.6 管徑為60-100 nm的碳納米管/硅樹脂復合涂層的實測反射率分析 3245-47
• 2.3 本章小結47-48
• 第三章 碳包覆鐵磁性金屬納米顆粒的吸波性能研究48-62
• 3.1 實驗過程48-49
• 3.1.1 實驗原料與設備48-49
• 3.1.2 碳包鎳和碳包鐵鎳納米顆粒的同軸樣品和實測樣品的制備49
• 3.1.3 材料結構表征及其復合涂層微波性能測試49
• 3.2 實驗結果與分析49-60
• 3.2.1 碳包鎳、碳包鐵鎳納米顆粒的形貌和結構49-52
• 3.2.2 碳包鎳、碳包鐵鎳納米顆粒的電磁參數(shù)分析52-57
• 3.2.3 碳包鎳納米顆粒/硅樹脂復合涂層、碳包鐵鎳納米顆粒/硅樹脂復合涂層的實測反射率分析57-60
• 3.3 本章小結60-62
• 第四章 雙層結構碳基材料的吸波性能研究62-71
• 4.1 實驗過程62-63
• 4.1.1 實驗原料與設備62
• 4.1.2 雙層結構碳基材料的實測樣品制備62-63
• 4.2 實驗結果與分析63-69
• 4.2.1 碳基材料的電磁參數(shù)分析63-65
• 4.2.2 碳納米管S_1/碳納米管S_2雙層結構涂層實測反射率分析65-66
• 4.2.3 碳納米管S_1/碳包鎳S_3雙層結構涂層實測反射率分析66-68
• 4.2.4 碳納米管S_2/碳包鎳S_3雙層結構涂層實測反射率分析68-69
• 4.3 本章小結69-71
• 全文總結71-72
• 本文的特色與創(chuàng)新之處72-73
• 參考文獻73-80
• 攻讀碩士期間的成果80-81
• 攻讀碩士期間參加的課題81-83
• 致謝83

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本文編號：922560