Mg_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4/石墨复合物的制备与性能研究

采用水热法制备不同质量比的Mg_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4/石墨复合物,采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、网络分析仪对该复合物的成分、形貌、磁性能与电磁性能进行表征与分析。结果表明:部分Mg_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4粒子镶嵌在石墨的片层之间,其他则覆盖在石墨表层;Mg_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4/石墨复合物的饱和磁化强度随着石墨含量的增加而降低;Mg_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4/石墨复合物的复介电常数虚部大于Mg_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4的复介电常数虚部;Mg_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4/石墨复合物在15.5~17.0 GHz频率范围,其反射损耗低于-15 d B,反射损耗峰值达到-31 d B。     

BaFe12O19/PANI复合物的制备及其性能

采用原位聚合法制备BaFe_(12)O_(19)(BaM)/PANI复合物样品,采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征样品的物相、形貌及结构,采用振动样品磁强计(VSM)、矢量网络分析仪(VNA)分析样品的磁及电磁性能。结果表明:复合物中随着BaM含量增加,PANI特征峰减弱甚至消失;BaFe_(12)O_(19)/PANI复合物有明显局部团聚现象,PANI的存在影响BaFe_(12)O_(19)振动吸收峰位置;BaFe_(12)O_(19)/PANI复合物的饱和磁化强度随BaFe_(12)O_(19)含量的增加而增强;对于m(BaFe_(12)O_(19))∶m(An)为1∶1的BaFe_(12)O_(19)/PANI复合物,有效厚度6.5 mm、频率约17 GHz时,其具有最佳的微波吸收性能,反射损耗达到-41.44 dB。     

PPy@Fe2O3核壳结构的复合织物的电磁性能研究

以厚度薄、透气透湿性好的柔性涤棉织物作为基布,采用工艺简单的溶胶-凝胶法和原位聚合法两步制备了PPy@Fe₂O₃核壳结构的复合织物,并研究了掺杂剂和氧化剂与吡咯的摩尔比对其电磁性能的影响。结果表明：当氧化剂和掺杂剂与吡咯摩尔比为2∶1时,复合织物的反射损耗最小,在13.0 GHz时达到最小值为-7.96 dB,可以吸收84.0%的电磁波,小于5 GHz的带宽达到11.4 GHz(6.6 GHz～18.0 GHz)。     

核壳结构C/TiO_2复合材料的制备与微波吸收性能研究

以葡萄糖为碳源,用水热法成功制备了碳微球,再以Ti(SO_4)_2为钛源,制备了核壳结构的C/TiO_2复合微球.为提高材料介电损耗,将样品在N_2氛围中不同温度条件下进行了碳化.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征,用矢量网络分析仪测试了样品在2～18 GHz范围的复介电常数,并计算其反射损耗.结果表明:碳微球具有较高的微波介电损耗;碳微球与TiO_2复合后,在相同层厚条件下,反射损耗峰向低频迁移;700℃和800℃碳化下的C和C/TiO_2复合材料具有优良的微波吸收性能,其中C-700复合材料最小反射损耗达到-41.2 dB,低于-10 dB的最大吸收带宽达到4.5 GHz,C/Ti-700复合材料的最小反射损耗为-30.0 dB,最大吸收带宽达4.2 GHz.     

片状、球形及枝晶结构Co颗粒的可控制备与吸波机制研究

铁磁金属颗粒可以实现电磁特性的有效调控,但颗粒局部团聚会诱发涡流效应,限制材料吸波性能的进一步提高.本文通过简单温和的溶剂热法分别制备了二维片状、三维球形以及枝晶形貌的Co颗粒.与球形及枝晶颗粒相比,Co微米片在C～Ku(4～18 GHz)波段呈现出强、宽、薄的吸波特性.SEM表征结果显示制备的Co微米片直径为12～78μm,厚度为0.1～0.5μm, VSM测量表明Co微米片具有优异的静态磁性能,饱和磁化强度高达148.6 A·m²/kg,矫顽力为0.96 A/m.电磁性能测试表明Co微米片具有强介电损耗和磁损耗能力,以其为填料时,最强反射损耗(RL_max)在5.0 GHz处高达62.77 dB,有效吸收带宽1.2 GHz,涂层厚度仅为2.37 mm.Co微米片吸收频带宽(完全覆盖C、X和Ku波段),反射损耗强,匹配厚度薄,为合理设计薄、轻、宽、强的电磁波吸收剂提供了良好的模型材料.     

聚吡咯纳米线的化学氧化法合成与性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板、磷酸为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化法合成聚吡咯(PPy)纳米线,分别采用X射线衍射仪、扫描电镜和网络矢量分析仪对PPy纳米线的结构、形貌、介电性能和微波吸收性能进行研究。结果表明：合成的PPy纳米线形貌较规整,直径约为60～90nm;阳离子表面活性剂CTAB在水中形成的胶束成为合成PPy纳米线的软模板,聚合过程受到胶束形貌的诱导控制;形貌规整的纳米线在5～20GHz频率范围内,随着频率的增大,复介电常数ε的实部ε′值总体呈下降趋势,虚部ε″值则总体先增加后降低,在12.3GHz处达到最大值6.98;厚3mm的PPy纳米线涂层在5～20GHz频段内反射损耗均低于-7.27dB,在12.6GHz处达到最小值-10.95dB,表现出较好的宽频吸收特性。     

四氧化三锰/聚吡咯/石墨烯复合材料的研制

聚吡咯与石墨烯都具有良好的导电性,并易于与其他材料复合.为了改善金属氧化物材料的电化学性能,采用两步法,先合成氧化石墨烯/聚吡咯复合物,利用高锰酸钾与乙二醇在微波下与氧化石墨烯/聚吡咯复合物反应,制备四氧化三锰/聚吡咯/还原氧化石墨(Mn3O4/PPy/r GO)复合材料,利用扫描电镜、傅立叶红外光谱和X射线衍射对Mn3O4/PPy/r GO复合材料的微观形貌及结构进行表征,并通过循环伏安法和计时电位法对其电化学性能进行测试.结果表明,电流密度为0.5 A/g时,Mn3O4/PPy/r GO复合材料的电容达到546 F/g,经过800圈循环伏安测试后的电容保持率为94.8%.表明Mn3O4/PPy/r GO复合材料具有良好的电化学可逆性与电化学稳定性.其优良的电化学性能可能是Mn3O4/PPy/r GO复合材料中三种组分共同作用的结果,可望应用于新型超级电容器.     

聚苯胺@多孔羰基铁粉/多壁碳纳米管复合材料吸波性能研究

制备了导电高分子聚苯胺包覆多孔羰基铁粉(PANI@多孔CIP)/多壁碳纳米管(MWCNT)吸波复合材料,利用振动样品磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和网络分析仪,分别研究了不同填料质量分数的复合材料微观结构及吸波性能。结果表明,聚苯胺原位聚合可以很好地包覆在PCIP表面。在1~18GHz范围内,当多壁碳纳米管质量分数保持5%不变时,随着PANI@多孔CIP质量分数从20%增加到40%时,厚度为2.5mm的复合材料反射损耗峰由-7.8dB增加到-31.5dB;当PANI@多孔CIP质量分数为40%,厚度为2.5mm时,复合材料反射损耗在-10dB以下带宽约为3.1GHz。     

聚苯胺复合中空微球的制备及其吸波性能研究

以石墨烯和苯胺为主要原料，采用空心玻璃微球表面原位聚合法制备聚苯胺/还原石墨烯/二氧化硅(PANI/RGO/SiO₂)复合中空微球。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和网络矢量分析仪对PANI/RGO/SiO₂复合中空微球的结构、形貌、介电和吸波性能进行研究。结果表明：合成的聚苯胺完整包覆在SiO₂空心玻璃微球表面，石墨烯呈半透明薄纱状覆盖在聚苯胺表面；PANI/RGO/SiO₂复合中空微球的吸波性能比PANI/SiO₂好，石墨烯能改善复合材料对电磁波的吸收性能，且随石墨烯质量分数的增加，复合中空微球的吸波能力增强；当石墨烯的质量分数为5%、吸波层厚度为4 mm时，样品在6.32 GHz处达到最强反射损耗为-34.06 dB。     

Co~(2+)/La~(3+)离子掺杂锶铁氧体对介电性能的影响

通过自蔓延燃烧法成功制备了SrFe_(12)O_(19)、Sr_(0.95)La_(0.05)Fe_(12)O_(19)和Sr_(0.95)La_(0.05)Co_(0.2)Fe_(11.8)O_(19)铁氧体,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,矢量网络分析仪测试了材料的介电性能和反射损耗。结果表明:三种铁氧体粒径均在150nm左右,La~(3+)和Co~(2+)离子的掺杂使锶铁氧体结晶度提高。在2.0~20.0GHz频率范围内,SrFe_(12)O_(19)的反射损耗在0.47dB到-0.12dB之间,Sr_(0.95)La_(0.05)Fe_(12)O_(19)的反射损耗在0.17dB到-0.46dB之间,Sr_(0.95)La_(0.05)Fe_(11.8)Co_(0.2)O_(19)的反射损耗在0.39dB到-0.21dB之间。     

立方体α-Fe合成及其含量对吸波性能的影响

为了研究形状各向异性与吸波剂含量对吸波性能的影响,利用溶剂热法成功制备了具有形状各向异性的立方晶形微纳米Fe粉.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子谱等手段,对所制样品的微观结构、形貌与组成成分进行了研究.利用矢量网络分析仪研究了吸波剂含量对吸波性能的影响.结果表明,立方体状α-Fe的尺寸约为300 nm,其质量分数与微波吸收性能呈非线性增强关系.当α-Fe质量分数为50%时,反射损耗高达-48. 9 dB,频率为8. 78 GHz,对应的涂层厚度为2 mm,反射损耗小于-10 dB的频率范围为2. 04～18 GHz,对应的涂层厚度范围为1. 28～7 mm.     

铁氧体/铁粉混合材料的电磁吸波性能

以铁氧体、铁粉作为吸收剂制备多种电磁吸波涂料,测试与分析所得电磁吸波涂料的电导率、电磁参数及吸波性能。结果表明随着铁粉掺量的增加,所得电磁吸波涂料的电导率增加,在中高频区介电损耗和磁损耗均有所提高;铁粉与铁氧体的质量比为2：8时吸波涂层的吸波性能最好;反射率损耗〈-10.0 dB时的有效吸收频段在中低频区,有效带宽达4.5 GHz,最大吸收率为-16.63 dB。     

多孔螺旋碳纤维低成本制备和增强吸波性能研究

研究报告了一种受生物启发的螺旋碳纤维低成本、无催化剂的制备方法,即以茶叶体内天然螺纹导管结构为模板,通过高温碳化获得螺旋碳纤维(SCFs)材料.并且通过KOH活化造孔,获得了具有高比表面积(1923.56 m2/g)和高孔容(1.06 cm3/g)的多孔活性螺旋碳纤维(ASCFs)材料.微波吸收测试结果显示活化后的PASCFs材料具备更高的介电损耗和良好的阻抗匹配性,体现出优异的微波吸收性能.在材料含量为10 wt％,匹配厚度为3.53 mm时,ASCFs在电磁频率7.3 GHz下的反射损耗(RL)高达-38.18 dB,比活化前SCFs的最大反射损耗(RL)提高了近13倍.     

形貌对羰基铁/Fe-Si-Cr复合材料吸波性能的影响

为有效提升吸波材料的电磁吸收强度和有效吸收带宽,采用球磨法对球状Fe-Si-Cr进行扁平化处理,通过机械共混法将不同形貌Fe-Si-Cr和羰基铁粉(Carbonyl iron powder, CIP)复合,研究不同质量比对复合材料电磁参数和微波吸收性能的影响。实验结果表明,大长径比可以提高材料的介电常数和磁导率,并使反射率峰值向低频移动。片状Fe-Si-Cr和CIP的低频吸波性能优于球形粒子。实验制备的复合材料中,样品I的最大反射损耗为-45.92 dB,有效吸收带宽为1.5 GHz。样品L的最大反射损耗为-22.11 dB,有效吸收带宽大于6.2 GHz。吸波剂的形貌对材料的电磁吸收性能有显著影响。将不同形貌的CIP和Fe-Si-Cr按不同配比复合后,可以得到不同频率下性能优良的吸波体。利用阻抗匹配函数可以从理论上预测出反射损耗峰值对应的吸波剂厚度和频率。双层吸波材料相比于单层吸波材料,其有效吸收带宽更大,可以通过改变匹配层、吸收层的厚度来获得不同频率下吸波性能优良的吸波体,更易满足新型吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。     

导电聚苯胺修饰结构碳材料的制备及吸波性能

采用水热、刻蚀、高温煅烧以及原位聚合法,制备了聚苯胺(Polyaniline, PANI)修饰蘑菇菌盖状碳(Mushroom cap carbon, MRC-C)的复合吸波材料(MRC-C@PANI)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱对MRC-C@PANI复合材料的形貌与结构进行表征,采用矢量网络分析仪分析了PANI的引入对复合材料吸波性能的影响,并探讨了MRC-C@PANI复合材料的吸波机理。结果表明:当石蜡介质中MRC-C@PANI复合材料的质量分数为30%,且厚度仅为2.40 mm时,其最大反射损耗可达-43.10 dB (9.58 GHz),对应有效吸波频宽为2.92 GHz(即反射损耗值低于-10.00 dB)。MRC-C@PANI复合材料良好的吸波性能主要归因于其阻抗匹配特性、介电损耗和其它协同效应。     

纳米Fe_3O_4水泥基复合材料的制备和吸波性能

以FeCl_3·6H_2O(AR)、FeSO_4·7H_2O(AR)、NH_3·H_2O(AR)为原料,采用水热法制备得到纳米Fe_3O_4,采用X射线衍射仪、扫描电镜和矢量网络分析仪对其相组成、形貌与电磁性能进行了表征,将纳米四氧化三铁掺入到水泥基材料中制备水泥基吸波材料,采用弓形法测试水泥基吸波材料在8~18 GHz频段内的吸波性能。结果表明:纳米四氧化三铁的平均尺寸在80~90 nm之间;电损耗角正切tanδe和磁损耗角正切tanδm分别在0.03~0.29和0.01~0.41之间;当其掺量为10%,试样厚度为30 mm时,水泥基复合吸波材料在8~18 GHz频段范围内的吸波性能最佳,反射率小于-10 d B的频带宽为4.7 GHz。     

镍/聚苯胺复合材料的制备及其性质

采用原位聚合法制备不同质量比的镍粉(Ni)、聚苯胺(PANI)复合材料,其中以柠檬酸为掺杂酸,过硫酸铵作氧化剂。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外线光谱仪(FTIR)对该复合材料的结构进行表征与分析。结果表明复合物中Ni与PANI之间不存在化学键的作用。将制备的Ni/PANI复合材料和镍粉作为填料制成涂料,涂层用四探针测试仪和网络分析仪进行表征和分析,研究不同质量比的填料对涂层性能的影响。结果表明:在填料质量比相同的涂层中,原位制备复合材料涂层的电导率和屏蔽效能均高于机械混合制备的复合材料;当原位制备的复合材料中Ni,苯胺(AN)质量比为1:4时,涂层的电导率和屏蔽效能均高于其他涂层,电导率达92.575 S/cm,屏蔽效能在所测频率范围内在70 dB以上,其中60%左右为吸收损耗。     

聚吡咯/普鲁士蓝复合材料合成及其对H_2O_2的检测

利用聚吡咯(PPy)与氯化铁、铁氰化钾的反应,制备了聚吡咯/普鲁士蓝(PB)复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜对PPy/PB复合材料的结构和微观形貌进行表征,采用循环伏安方法测试其电化学性能。实验结果表明,PPy纳米管可以调控PB的生长聚集,颗粒状的PB较为均匀地附着在PPy纳米管表面。PPy/PB复合材料对于H_2O_2有着良好的电检测性能,其线性检测范围是0.5 mmol/L~15 mmol/L,检测限为0.3 mmol/L。在PPy/PB复合材料中,对H_2O_2有电化学检测性能作用的主要是PB,PPy纳米管则是支撑PB颗粒,增加电化学过程的接触面积,提升PB与电极之间的电子传输效率。     

聚吡咯涂层PP 非织造布的电磁屏蔽性能研究

采用原位化学氧化聚合法在聚丙烯(PP)非织造布上成功沉积聚吡咯(PPy),制备高效电磁屏蔽非织造布。系统研究聚合温度、单体浓度、涂层次数对PPy涂层PP非织造布的电磁屏蔽性能的影响,并分析其主要的屏蔽机理。利用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层前后PP纤维的形貌变化,比较不同涂层条件时非织造布电性能的差异。研究表明,更低的聚合温度(0-4℃)、更高的单体浓度、涂层次数的增加均有利于PPy涂层非织造布的屏蔽效能的提高,而且电磁波的吸收是主要的屏蔽机理。     

ZnO/C复合材料的制备与性能

为了制备ZnO/C复合材料并探讨其吸波性能,利用金属有机骨架MOF-5为前驱物,采用溶剂热法制备了ZnO/C复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶转换红外光谱分析仪与矢量网络分析仪对ZnO/C复合材料的物相组成、微观结构、形貌及性能进行了分析.结果表明,ZnO/C复合材料是由薄片状组织堆叠形成的完整立方体结构,且ZnO与C分布均匀.当复合材料涂层厚度为7 mm时,在17.18 GHz处的反射损耗可以达到最大幅值.ZnO/C复合材料在远红外区和超远红外区均具有良好的吸波性能.