本文為制備輕質(zhì)電磁屏蔽碳材料,以聚氯乙烯（PVC）為碳源、金屬鎂粉（Mg）作為還原劑、二茂鐵（Fc）為催化劑,輔以不同種類及不同含量的氯鹽作為致孔劑,通過(guò)燃燒合成法制備碳泡沫,并研究其電磁屏蔽性能。探索了原料配比、催化劑含量、熔鹽致孔劑種類及含量對(duì)燃燒合成產(chǎn)物的影響。采用XRD、Raman、SEM/EDS等手段對(duì)燃燒合成產(chǎn)物進(jìn)行微觀表征,并測(cè)試試樣在X波段的電磁屏蔽效能（EMSE）。采用不同配比的碳源及還原劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以確定最佳的原料配比。結(jié)果表明,當(dāng)Mg含量為16wt%、PVC含量為84wt%時(shí),XRD結(jié)果顯示所得燃燒合成產(chǎn)物的碳（002）峰強(qiáng)度最高,半高寬最窄;Raman結(jié)果顯示當(dāng)Mg含量為16wt%時(shí)獲得的燃燒合成產(chǎn)物的ID/IG值最小,表明產(chǎn)物碳的缺陷較少;SEM結(jié)果顯示所得產(chǎn)物團(tuán)聚嚴(yán)重,呈不規(guī)則顆粒狀。在最佳原料配比的基礎(chǔ)上,加入不同含量的催化劑Fc,以確定最佳的催化劑含量。結(jié)果表明,隨著Fc含量的升高,XRD結(jié)果顯示產(chǎn)物碳（002）衍射峰強(qiáng)度先增大后減小,當(dāng)Fc含量為0.5wt%和0.75wt%時(shí),產(chǎn)物碳（002）峰值較高;Raman結(jié)果顯示當(dāng)Fc含量為0.75wt%時(shí),I... 

【文章來(lái)源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

碳泡沫的兩種主要微觀結(jié)構(gòu)[3]

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4性質(zhì)。但是這種方法制備成本高，能耗大，不宜投入工業(yè)化生產(chǎn)。因此，尋找一種綠色，簡(jiǎn)便，低能耗的碳泡沫的制備方法一直是碳泡沫材料研究的重要課題。1.1.2碳泡沫材料電磁屏蔽性能研究現(xiàn)狀近年來(lái)，電子通訊技術(shù)的迅速發(fā)展帶給人類社會(huì)極大便利的同時(shí)，手機(jī)、電腦等電子設(shè)備對(duì)人體的電磁輻射以及設(shè)備與設(shè)備之間的電磁干擾等問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重[25]。使用電磁屏蔽材料是解決電磁污染問(wèn)題行之有效的方法。與傳統(tǒng)的金屬電磁屏蔽材料相比，碳系電磁屏蔽材料如碳纖維、碳納米纖維、剝離石墨、炭黑等由于具有輕質(zhì)、高比表面積、化學(xué)穩(wěn)定性、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電磁屏蔽領(lǐng)域[1]。其中，碳泡沫以其優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，如低密度、低熱膨脹系數(shù)、高熱導(dǎo)率和高孔隙率、大比表面積和良好的抗熱震性等，碳泡沫可以作為良好的電磁屏蔽或微波吸收材料。然而，對(duì)于碳泡沫電磁屏蔽性能的研究相對(duì)較少。關(guān)于電磁屏蔽領(lǐng)域的應(yīng)用，最近已證明基于碳泡沫的復(fù)合材料具有顯著的電子傳輸性能和電磁干擾（EMI）能力[86]。這種杰出的電磁屏蔽能力與高度多孔的超輕導(dǎo)電碳泡沫結(jié)構(gòu)有關(guān)，如圖1.2所示。圖1.2碳泡沫在電磁屏蔽領(lǐng)域的應(yīng)用[86]Chen等[27]研制了一種石墨烯/PDMS泡沫復(fù)合材料，這種輕質(zhì)電磁屏蔽材料具有優(yōu)異屏蔽效能和機(jī)械柔性。該復(fù)合材料的密度為0.06g/cm3，在30MHz-1.5GHz頻率范

第1章緒論5圍內(nèi)屏蔽效率高達(dá)30dB，在X波段高達(dá)20dB。Yang等人[28]以中間相瀝青為原料，在溫度為450℃、惰性氣氛壓力為2.0MPa的條件下，成功制備了孔徑大小為400~600μm的碳泡沫，研究了不同熱處理溫度下碳泡沫的電磁響應(yīng)(如圖1.3所示)，在700℃下碳化的碳泡沫表現(xiàn)出優(yōu)異的微波吸收性能，在7GHz左右，反射損耗達(dá)到-10dB以上(吸收90%以上)。碳泡沫的多孔結(jié)構(gòu)對(duì)微波吸收性能有著暗室效應(yīng)，從而可以提高吸收性能。圖1.3不同碳化溫度下碳泡沫的微波吸收性能[28]Fang等[29-30]使用聚氨酯為碳源，采用模板碳化法制備得到碳泡沫，結(jié)果表明，所制得的碳泡沫介電常數(shù)較小，且碳泡沫的介電損耗是粉末狀產(chǎn)物的幾倍，表明碳泡沫的多孔結(jié)構(gòu)對(duì)碳泡沫的電磁波吸收能力具有促進(jìn)作用。此外，碳泡沫還表現(xiàn)出磁損耗，然而在其相應(yīng)的粉末上并未觀察到磁損耗。Kumar等人[32]用以瀝青為原料，二茂鐵為催化劑制備得到碳泡沫，研究二茂鐵含量對(duì)碳泡沫性能影響。結(jié)果表明，二茂鐵的加入有利于碳泡沫韌帶結(jié)構(gòu)的催化石墨化，提高了碳泡沫的導(dǎo)電性，從而使電磁屏蔽效能能提高(如圖1.4所示)。


本文編號(hào)：3321326