自從石墨烯在2004年首次被制備得到,就因為其獨特的碳結(jié)構(gòu)吸引了眾多研究學者的關注。經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)石墨烯具有優(yōu)異的熱學、電學、力學、光學等特性,使其廣泛應用于材料、能源等領域中。因此對于石墨烯介電常數(shù)與熱性能的研究具有重要意義。本論文主要對石墨烯溶液的介電常數(shù)以及石墨烯材料的熱特性進行初步研究。1.在對石墨烯溶液進行介電常數(shù)研究時,實驗測量主要采用微波諧振腔微擾法來進行,并且根據(jù)實驗結(jié)果計算出介電常數(shù)的數(shù)值。改變石墨烯的濃度(5g/ml、2.5g/ml和1.25g/ml)、裝有石墨烯溶液的毛細管直徑(0.5mm和0.9mm)以及進入諧振腔的深度(1mm-6mm,每隔1mm),可以得到不同情況下石墨烯介電常數(shù)實部與虛部的變化情況,以及測量結(jié)果受到毛細管的影響情況。使用HFSS仿真軟件對加入負載前后的諧振腔進行模擬,對得到的數(shù)據(jù)與實驗測量得到的數(shù)據(jù)進行對比,發(fā)現(xiàn)軟件仿真下的諧振腔有載諧振頻率與實驗測量得到的相對誤差最大為1.29%。2.對于石墨烯材料進行熱性能研究時,在理論方面使用ANSYS Workbench軟件對兩反射鏡片以及中間加入石墨烯后的兩個反射鏡片進行熱分析,得到材料隨溫度升...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1拉曼光譜法實驗裝置原理圖[28]

石墨烯介電常數(shù)與熱性能初步研究4圖1.1拉曼光譜法實驗裝置原理圖[28]根據(jù)研究可以發(fā)現(xiàn)，目前實驗時多采用拉曼光譜法對石墨烯的熱性能進行研究。拉曼光譜法測量石墨烯熱導率是根據(jù)光譜上清晰的峰和峰所在位置對溫度的依賴性等特點進行測量。但是此方法容易受到基底、激光能量和激光光源等外界條....

圖2.1反射式諧振腔的諧振曲線

石墨烯介電常數(shù)與熱性能初步研究9諧振腔的有載品質(zhì)因數(shù)QL表征諧振腔的總損耗程度，定義為：外耗腔耗儲WWWQL0（2.5）諧振腔的固有品質(zhì)因數(shù)Q0（無載Q值）表征諧振腔自身的損耗程度，定義為：腔耗儲WWQ00（2.6）諧振腔的外品質(zhì)因數(shù)Qe（耦合Q值）表征諧振腔耦合到負載的能量大小....

圖2.2微擾法TE10p模式矩形腔示意圖

石墨烯介電常數(shù)與熱性能初步研究12（2）在諧振腔中放入樣品材料以后，腔內(nèi)除了樣品材料所在位置的電磁場發(fā)生一些改變之外，其它位置的電磁場依然不變，實際上產(chǎn)生的變化很小，可以忽略，所以諧振腔的微擾公式為：0)()1()1(210*000*000*00*00VVrLdVHHEEdVEE....

圖2.3介電常數(shù)實部ε"與微擾頻率和被測介質(zhì)體積關系圖

石墨烯介電常數(shù)與熱性能初步研究1300004)/1()1(-2VVQVVfffsLss（2.23）由式（2.23）可以看出，介質(zhì)材料的介電常數(shù)實部ε"與放入樣品前后諧振腔的諧振頻率f0和fs有關系，而介質(zhì)材料的介電常數(shù)虛部ε""與放入樣品材料前后的諧振腔有載品質(zhì)因數(shù)倒數(shù)的改變量有....

本文編號：3916261