碳/氧化铝/二氧化硅涂层的介电和吸波性能研究

研究了炭黑或碳纤维填充氧化铝/二氧化硅吸波涂层在X波段范围的介电和吸波性能. 结果表明: 吸波涂层的复介电常数随着炭黑或碳纤维含量的增加而增大. 当吸收剂含量相同时, 填充碳纤维的吸波涂层比填充炭黑的吸波涂层具有更大的复介电常数. 当吸收剂含量大于5wt%时, 吸波涂层的介电常数在低频急剧增加, 且随频率增大而减少, 出现频散效应. 反射率测试结果表明: 吸波涂层的最大吸收峰随涂层厚度的增大向低频移动, 当涂层中炭黑含量为2wt%、厚度为1.8 mm时, 吸波涂层在9.2~12.4 GHz范围内反射率小于-10 dB, 具有较好的吸波效果.     

多壁碳纳米管/环氧有机硅树脂吸波涂层的介电和吸波性能研究

研究了不同直径和含量多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层在2~18GHz频率范围内的介电和吸波性能.可以得到吸波涂层的介电常数随着碳纳米管含量的增加而增大.当碳纳米管含量相同时,吸波涂层介电常数随着碳纳米管直径的增加而增大.当碳纳米管含量大于5wt%时,吸波涂层的介电常数在低频急剧增加,且随频率增大而减少,出现频散效应.反射率测试结果表明:当涂层中多壁碳纳米管含量为10wt%、厚度为2mm时,吸波涂层的最大吸收峰随碳纳米管直径的增大向低频移动.多壁碳纳米管填充环氧有机硅树脂吸波涂层的吸波性能在7~14GHz范围内可达到-10dB,具有较好的吸波效果.     

碳纤维增强莫来石陶瓷的介电性能和吸波性能研究

采用模压成型工艺和固相反应烧结制备了碳纤维/莫来石（Cf /Mullite）复合材料。对Cf /Mullite复合材料的物相组成、微观结构进行了表征,使用矢量网络分析仪研究了碳纤维（Cf）含量对莫来石（3Al2O3 2SiO2）陶瓷在X波段（8.2~12.4 GHz）的介电性能和吸波性能的影响。结果表明：Al2O3和SiO2在高温下充分反应生成了莫来石陶瓷,Cf /Mullite复合材料具有相对致密结构,Cf /Mullite复合材料的介电常数和介电损耗角正切值（tan δ）均随碳纤维添加量的增加而增大,且Cf的加入使得莫来石陶瓷具有更优的电磁波吸收性能。Cf体积分数为1.2%、Cf /Mullite复合材料厚度d=1.5 mm时,反射损耗最大吸收峰为-33.3 dB,反射损耗优于-5 dB的吸收频宽达3.675 GHz,反射损耗优于-10 dB的频宽达到2.205 GHz。Cf的加入显著提高了莫来石陶瓷的吸波性能。     

纳米Si/C/N复相粉体-硅溶胶涂层的介电和吸波性能研究

以硅溶胶为粘结剂,氧化铝为主要填料,纳米Si/C/N复相粉体为吸收剂,制备了一系列不同吸收剂含量的耐高温吸波涂层.结果表明,当氧化铝和硅溶胶的质量分数分别为64.7%和32.3%时,涂层具有很好的耐高温性能.随着纳米Si/C/N复相粉体含量的增加,试样的复介电常数显著提高,尤其是复介电常数的虚部;且随着频率的增大,复介电常数的实部有明显的减小趋势,呈频散效应.当纳米Si/C/N复相粉体的含量为2.92%(质量分数,下同),涂层厚度为1.6mm、1.7mm、1.8mm时,最高吸收峰随着厚度的增加向低频移动,反射率均小于-4dB.     

结构吸波材料中纤维的电性能和吸波性能

评述了结构吸波材料中纤维的电性能和吸波性能,玻璃纤维,Ｋｅｖｌａｔ纤维不吸收雷达波,是理想的透波用纤维。经高温右墨化处理的碳纤维是雷达波的反射材料。末经高温石墨化与纤维方向垂直或斜交时,碳纤维上有吸波性能,ＳｉＣ纤维吸波性能与纤维的热处理条件、化学成分有关。在与玻璃陶瓷基体复合过程中发生化学反应,ＳｉＣ纤维表面生成的富碳界面有助于提高复合材料的吸收波性能。     

两种连续SiC纤维的高温介电及吸波性能对比

采用XPS、XRD、Raman光谱等方法分析了两种典型SiC纤维的微观结构, 研究了微观结构对纤维电导性能的影响, 并揭示了其高温介电性能和吸波性能的演变规律, 对高温结构吸波复合材料的研究具有重要意义。研究表明: KD-I SiC纤维表面富碳, 而SLF SiC纤维以Si-C-O结构为主, 前者具有较高的电导率和复介电常数, 从而导致KD-I纤维与空气阻抗匹配差, 而SLF纤维的损耗较小, 因此两者在X波段的室温反射率仅为-3.2 dB和-0.3 dB。KD-I纤维的复介电常数随着温度的升高显著增大, SLF纤维的实部增幅较大而虚部略小, 两者在700℃时的复介电常数分别达到20.9-j25.0和5.0-j0.37, 高温条件下由于阻抗匹配均变差, 吸波性能无明显改善。     

掺镍介孔碳/聚苯胺复合材料吸波性能研究

在制备出含镍介孔碳(OMC-Ni)和十二烷基苯磺酸钠(LAS)/HCl掺杂聚苯胺(PANI)复合物基础上,采用同轴传输线法测试了材料在2-18 GHz范围的电磁参数并获得其吸波性能。结果表明:提高介孔碳中镍掺杂量及改变复合物中PANI含量均能有效提高材料的反射损耗,且有效吸收带宽(≤–10 dB)与材料匹配厚度密切相关,如OMC-Ni0.05/PANI厚度d=1.9 mm时有效带宽为5.0 GHz(10.7–15.7 GHz)。     

BaTiO3纳米线的制备及其复合物介电和储能性能研究

采用两步水热法合成钛酸钡(BaTiO₃)纳米线, 并以此为填充物, 聚偏氟乙烯六氟丙烯(P(VDF-HFP))为聚合物基体制备介电复合物, 研究不同含量BaTiO₃纳米线对复合物的介电及储能性能的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、阻抗分析仪和铁电工作站等表征BaTiO₃纳米线及其复合物的物相、微观结构、介电和储能性能。结果表明: BaTiO₃纳米线具有典型的四方相, 且在聚合物基体中具有良好的分散性与相容性。相同频率下, 复合物的介电常数随着BaTiO₃纳米线含量的增加而增加。含量为20vol%的复合物, 在1 kHz频率下其介电常数取得最 大值30.69。含量为5vol%的复合物, 在场强为240 kV/mm时, 获得了最大的储能密度与放电能量密度, 分别为4.89和2.58 J/cm³。     

超声场下导电聚苯胺/纳米铁氧体吸波涂层的制备及其吸波性能

导电聚苯胺/纳米铁氧体复合吸波材料具有吸波能力强,质量轻等特点.采用乳液聚合法以苯胺为单体、十二烷基苯磺酸为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂,在超声场下制备导电聚苯胺粉体;将其与纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O45及纳米Co0.5Zn0.5Fe2O4一起用原位合成法制备了复合吸波涂层.结果表明:制备的吸波涂层在17.9,15.9,22.3 GHz时分别具有最大反射损耗-10.0,-15.9,-39.9 dB,2种复合涂层拓展了波段,提高了对电磁渡的吸收效果.     

石墨烯/ZnO纳米复合物的制备及其抗菌性能研究

以石墨烯为改性剂,醋酸锌为锌源,采用水热合成法制备石墨烯/ZnO纳米复合物。随着石墨烯在反应体系中用量的增加,石墨烯/ZnO纳米复合物的形貌和抗菌性能存在显著差异。m(石墨烯)∶m(ZnO)为0.02时,纳米ZnO在石墨烯片层表面负载分布均一,石墨烯/ZnO纳米复合物尺寸较小,抗菌性能较纯纳米ZnO显著提高,最低抑菌浓度从313μg/mL降至157μg/mL。石墨烯/ZnO纳米复合物涂覆玻璃纸的透光性能优良,对李斯特氏菌和大肠杆菌的抑菌率分别为98.3%和99.1%,可作为新型功能材料用于食品、药品的抗菌包装。     

Investigation of the microwave-absorbing properties of Fe-filled carbon nanotubes

Carbon nanotubes encapsulated Fe nanowire composites were synthesized via pyrolyzing of ferrocene. The reflection loss (R.L.), matching frequency (f_m) and matching thickness (d_m) were calculated using the theory of the absorbing wall. The electromagnetic properties and microwave-absorbing characteristic effects by the encapsulation of metal Fe were investigated in a frequency range of 8-18 GHz. With matching thickness of 3.5 mm, the maximum reflection loss is about − 22.73 dB for the absorber. The bandwidth corresponding to the reflection loss below − 10 dB is more than 4.22 GHz. With increasing thickness, the peak value of the reflection loss shifts to a lower frequency.     

Optical and electrical properties of zinc oxide/indium/zinc oxide multilayer structures

Zinc oxide/indium/zinc oxide multilayer structures have been obtained on glass substrates by magnetron sputtering. The effects of indium thickness on optical and electrical properties of the multilayer structures are investigated. Compared to a single zinc oxide layer, the carrier concentration increases from 8 × 10¹⁸ cm⁻³ to 1.8 × 10²⁰ cm⁻³ and Hall mobility decreases from 10 cm²/v s to 2 cm²/v s for the multilayer structure at 8 nm of indium thickness. With the increase of indium thickness, the transmittance decreases and optical band gap shifts to lower energy in multilayer structures. Results are understood based on Schottky theory, interface scattering mechanism and the absorption of indium layer.     

硅烷化多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料的制备和介电性能

采用三种不同官能度的硅烷偶联剂(甲基三乙氧基硅烷(MTES）、二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)及三甲基乙氧基硅烷(TMES))在有水条件下对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行表面改性,通过FTIR、XPS、TG及SEM表征了MWCNTs改性前和改性后的化学结构。采用机械共混法制备了MWCNTs/硅橡胶(SR)复合材料。SEM结果表明,将不同质量分数的MWCNTs、MWCNTs-MTES、MWCNTs-DMDES和MWCNTs-TMES填充到SR中,硅烷改性可以降低MWCNTs间的相互作用,改善其在SR中的分散性。拉伸试验结果表明,改性MWCNTs与SR之间的相互作用增强,二者的相容性得到改善。当改性MWCNTs含量≤2wt%时,MWCNTs/SR复合材料的弹性模量无明显变化。介电性能测试结果表明,当MWCNTs-MTES质量分数为2wt% 时,MWCNTs-MTES/SR复合材料在104 Hz时介电常数达到5.02,较纯硅橡胶提高了57%,而介电损耗仍低于0.01,保持在极低水平。      

羰基铁/聚苯乙烯复合材料的制备及微波吸收性能

采用热压法制备了羰基铁/聚苯乙烯复合材料。复合材料的结构、形貌和电磁性能分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和HP8510网络分析仪进行了研究。结果表明,随着羰基铁粉含量的增加,羰基铁/聚苯乙烯复合材料的复介电常数的实部ε′和虚部ε″、复磁导率的实部μ′和虚部μ″都呈现逐渐增大的趋势。羰基铁粉含量为75%(质量分数)的羰基铁/聚苯乙烯复合材料具有最好的电磁波吸收性能,其最小反射率在14GHz为-15dB,-10dB带宽达4.1GHz。     

Preparation and dielectric properties of microwave ceramics based on doped zinc titanates

We have studied the dielectric properties of microwave ceramic materials in the binary system Zn₂TiO₄-TiO₂ and examined the effect of doping with Sn²⁺, Sb³⁺, Bi³⁺, and Mg²⁺ on the dielectric properties and microstructure of the ceramics. The doped Zn-Ti-O ceramics are thermally stable and have ? = 18–33 and tan δ from 0.0001 to 0.007. Our results demonstrate that the doped Zn-Ti-O ceramics are potentially attractive for microwave applications, in particular for use as ceramic components (resonator substrates) of miniature antennas.     

还原氧化石墨烯/碳纳米管透明导电薄膜的制备及性能研究

使用天然植物多酚——单宁酸(TA)作为氧化石墨烯(GO)的还原剂,通过"一步法"实现了对GO的绿色还原和功能化.随后,将TA还原氧化石墨烯(RGO)和碳纳米管(SWCNT)结合起来,共同构筑具有三维结构的石墨烯/单壁碳纳米管(RGO/SWCNT)透明导电薄膜(TCFs).该薄膜有着良好的导电性(透光率为75.1％时,面...     

Ba0.6Sr0.4TiO3/PANI的制备及吸波性能研究

采用超声场下原位聚合法制备了Ba0.6Sr0.4-TiO3/PANI复合材料。其结构、形貌和电磁性能分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和HP8510网络矢量分析仪进行了研究。结果表明,HCl掺杂后的PANI是部分结晶的。Ba0.6Sr0.4TiO3与PANI分子链之间存在某些相互作用。与PANI相比,在8.2～12GHz频率范围内,Ba0.6Sr0.4TiO3/PA-NI复合物的ε′值和ε″值均较大。在9.8～12.4GHz的频率范围内,Ba0.6Sr0.4TiO3/PANI复合物的tanδε值大于PANI的tanδε值。Ba0.6Sr0.4TiO3/PANI复合材料具有较好的微波吸收性能,最大损耗为-14dB,-10dB带宽超过了5GHz。     

Preparation and electrical properties of undoped zinc oxide films by CVD

Part of the paper presented at the 1989 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, Honolulu, Hawaii, USA., 17–22 December 1989.