碳纳米管/聚合物复合吸波材料性能研究

碳纳米管通过化学气相沉积工艺制备,碳纳米管直径10～30nm,纯度>90%。碳源为乙炔、铁/镍复合催化剂。加入适量的有机溶剂丙酮溶解环氧树脂,然后加入碳纳米管。分别高速搅拌和超声处理30min,加入固化剂乙二胺搅拌均匀,超声10min除去气体后,浇铸在铝板上制成吸波涂层。TEM检测碳纳米管。反射率扫频测量系统HP8757E标量网络分析仪检测吸波性能。碳纳米管和环氧树脂比例为1∶100时,3mm厚吸波层试样吸波峰出现在14 32GHz,吸波峰值R=-10 01dB,吸波频带宽度为2 16GHz(R<8dB)。厚度增加到9mm,在11GHz和17 83GHz出现双吸波峰,最大吸波峰出现在17 83GHz峰值R=-9 04dB,带宽约1GHz(R<8dB)。比例调整为5∶100时,波峰出现在7 91GHz,峰值加大到R=-13 89dB,带宽度达到3 19GHz(R<8dB)。     

Sm掺杂对Ba4La19.33Ti18O54陶瓷结构和介电性能的影响分析

主要研究了不同Sm掺杂浓度对Ba4La19.33Ti18O54陶瓷的微波介电性能和微观结构的影响。首先利用常规固相反应技术制备了Sm含量y分别为0、0．1、0．3、0．5和0．7的5种Bat（La1-y,Smy）9.33T18O54陶瓷样品;室温下在0．373．0GHz频率范围内,利用网格分析仪测量了这些样品的介电常数和介电损耗因子;结果表明随着Sm掺杂含量的增大,样品介电损耗明显减小,而介电常数只有微小减少。当Sm掺杂含量y=0．5时,样品的介电性能最好。此外,还利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了样品的微观结构及随微波介电性能的变化。     

活化碳纳米管的孔结构及微波吸收性能的研究

以KOH为活化剂对碳纳米管进行活化处理，将碳纳米管的比表面积从24．5m^2/g提高到360．1m^2／g，孔容从0．051cc／g提高到0．572cc/g。对碳纳米管的微波吸收性能进行测试，研究结果发现，未活化碳纳米管在9．91～14．16GHz范围内对电磁波的反射率低于-5dB，最大衰减峰值为8．57dB；活化碳纳米管在5．37～18GHz范围内对电磁波的反射率低于一5dB，在6．48～10．88GHz范围内对电磁波的反射率低于一10dB，最大的衰减峰值达到22．58dB。通过比较得出，活化能够有效地提高碳纳米管的微波吸收性能。产生的原因是由于活化碳纳米管具有大的比表面积和丰富的孔结构，电磁波在这些孔结构中不断的被反射、漫射而逐渐衰减。     

化学镀钴活性炭的微波吸收性能研究

采用化学镀的方法对活性炭进行表面镀钴,透射电镜（TEM）观察证实了活性炭的表面上已经镀覆上了钴层。采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了样品在2—18GHz频率范围内的复介电常数（εT=ε＇-jε＇＇）和复磁导率（μT=μ＇-μ＇＇）。用吸收屏理论公式计算其反射损耗（R．L．）、匹配厚度（dm）及匹配频率（fm）。结果表明,随着匹配厚度的增大,吸收峰没有发生移动,但吸收峰值有所下降。在匹配厚度dm=0．2mm时,样品最大反射损耗达-5．23dB,对应的匹配频率fm=10．59GHz,而且在整个电磁波频率测试范围内,反射损耗值均小于-4．8dB。     

(1-y)Ca1-xLa2x/3TiO3-yCa(Mg1/3Nb2/3)O3复合微波介质陶瓷的研究

采用固相合成法制备了 ( 1-y)Ca1 -xLa2x/ 3 TiO3 -yCa(Mg1 / 3 Nb2 / 3 )O3 系列微波介质陶瓷材料 ,研究了复合系统的微波介电性能、烧结性能和微观结构。研究结果表明 :在y =0 .4～ 0 .6范围内 ,体系形成了单一的钙钛矿结构 ;当复合体系组成 0 .5Ca0 .6La0 .2 67TiO3 -0 .5Ca(Mg1 / 3 Nb2 / 3 )O3 时 ,在 14 0 0℃下烧结保温 4小时所得到材料的微波介电性能最佳 ;εf=5 5 ,Q×f =45 0 0 0GHz( 7.6GHz下 ) ,τf=0 .0 4ppm/℃。     

稀土掺杂Z型钡铁氧体/石墨烯复合材料结构及吸波性能研究

用溶胶-凝胶法制备Z型钡铁氧体,将还原氧化石墨烯与Z型铁氧体复合制得Ba_3Co_2Fe_(24)O_(41)/石墨烯复合吸波材料,再用稀土La部分替代Ba制得Ba_(2.7)La_(0.3)Co_2Fe_(24)O_(41)/石墨烯复合材料。测试材料的电磁性能及微波吸收性能发现,复合石墨烯可以大幅度提升Z型铁氧体的介电常数虚部及吸波性能,且La替代Ba后,样品的介电常数虚部和微波吸收量得到进一步提升。Ba_(2.7)La_(0.3)Co_2Fe_(24)O_(41)/石墨烯复合材料平均微波吸收量由Z型铁氧体的22.30 dB增加到37.41 dB,吸收峰值由34.91dB增加到47.87dB,这使其成为一种很有潜力的吸波材料。     

聚苯胺/蒙脱土纳米复合微波吸收材料的制备及表征

以十二烷基苯磺酸(DBSA)作为乳化剂和掺杂剂,通过乳液聚合的方法制备了DBSA掺杂聚苯胺/蒙脱土(PANI/MMT)纳米复合材料,采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、四探针电导率仪和矢量网络分析仪进行了初步表征。经测量和计算发现,PANI/MMT纳米复合材料与石蜡质量比为1∶1的2mm厚试样在2~18GHz范围内具有微波吸收性能,在13~14GHz范围内反射损耗小于-10dB,在13GHz处的最大反射损耗为-10.3dB。     

片状和棒状γ-AlOOH/MWCNTs复合材料的制备及微波吸收性能研究

以Al(NO3)3·9H2O、柠檬酸钠和多壁碳纳米管(MWCNTs,Multi Walled Carbon Nanotubes)为原料,采用水热法制备了片状和棒状γ-AlOOH/MWCNTs复合材料.研究了γ-AlOOH/MWCNTs复合材料形貌结构和水热时间对材料电磁参数及微波吸收性能的影响.结果表明:片状复合材料的介电常数高于棒状复合材料,棒状复合材料具有更好的吸波性能.片状γ-AlOOH/MWCNTs复合材料在10.32 GHz处的最小反射损耗(RL,Reflection Loss)为-29.86 dB,有效吸收带宽达到3.76 GHz.棒状γ-AlOOH/MWCNTs复合材料在7.92 GHz处的最小反射损耗RL值达到-61.05 dB,同时低于-10 dB的有效吸收带宽为3.44 GHz.     

基于铁氧体和碳纤维的双层复合材料吸波性能研究

使用溶胶凝胶法制备了M型和W型六角铁氧体,测量了铁氧体、短切碳纤维复合材料在Ku波段的电磁参数,并计算了层厚为2mm的单层和双层复合材料反射率。结果表明,添加了碳纤维的M型铁氧体吸波性能得到明显改善;W型铁氧体复合材料反射率在-10dB以下的有效带宽达到4.1GHz,具有较好的吸收性能;而以W型铁氧体作为内层,含碳纤维的M型铁氧体复合材料作为外层,并且层厚都为1mm的双层复合材料吸波性能优良,反射率在-10dB以下的有效带宽为3.2GHz,最大吸收处位于12.7GHz处,反射率约为-22.0dB,具有一定的实用前景。     

x％MgO／La1．6Ba0．4NiO4催化分解NO的研究

通过X-射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H2-TPR）等分析测试手段,研究了x％MgO／La1．6Ba0．4NiO4（0≤X≤40）随MgO的含量不同,导致的其特性及结构的改变,为解释La1．6Ba0．4NiO4与MgO简单混合后催化分解NO的性能的改变提供理论支持。     

导电聚苯胺的合成及电磁学性能、吸波性能研究

分别采用溶液聚合、乳液聚合、正相和反相微乳液聚合法合成了不同掺杂、不同电导率(电导率范围10^-5-10S／cm)的聚苯胺，测试了导电聚苯胺的电磁学参数和吸波性能。结果证明：制得的聚苯胺在2～12GHz范围内有较好的吸波性能，在2．12GHz范围内，雷达波反射率绝对值大于10dB的频宽范围大于7．5GHz，最大吸收率达到30dB。     

碳纤维增强水泥基复合材料的电磁屏蔽性能

利用弓形法测试了碳纤维质量掺量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%时,碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)在低频段4~8 GHz和高频段8~18 GHz对电磁波的反射率,讨论了碳纤维质量掺量变化对反射率的影响。结果发现,碳纤维质量掺量相同、低频段时,反射率小于-10 dB,复合材料对电磁波表现出吸收性;高频段时,反射率大于-10 dB,复合材料对电磁波表现出反射性。低频段、碳纤维质量掺量为0.6%时出现最小反射率-15.1 dB;高频段、碳纤维质量掺量为0.4%时,出现最小反射率-19.4 dB。     

La掺杂Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体的制备与微波吸收性能

采用高分子凝胶法制备了Ni0.5Zn0.5LaxFe2-xO4 (x=0, 0.05, 0.1)铁氧体,采用XRD, TEM和HP8510网络分析仪对其结构、形貌、电磁和微波吸收性能进行了研究. 结果表明,当煅烧温度为600℃时,立方晶系尖晶石结构的Ni0.5Zn0.5La0.05Fe1.95O4相初步形成,La在尖晶石结构中固溶量有限. 与Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体相比,掺杂La的Ni-Zn铁氧体的tandm值降低,tande值升高. 与Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体相比,x=0.1样品的吸波性能降低,而x=0.05样品的吸波性能提高,其电磁波反射率小于-10 dB的频宽可达2.7 GHz,最小反射率为-15.6 dB.     

Effect of Particle Size and Concentration on Microwave-Absorbing Properties of CuxCo2−xY (x=0, 1) Hexaferrite Composites

Co₂Y-type hexaferrites (Ba₂Cu _x Co_{2− x} Fe₁₂O₂₂, x =0,1) have been fabricated by the conventional ceramic process. The complex permittivity and permeability of Co₂Y hexaferrite composites have been measured using a vector network analyzer in the frequency range of 2–18 GHz. The results show that Co₂Y hexaferrite composites have a high permeability and a low permittivity. This can be adjusted by a CuO additive and particle sizes. The reflection loss (RL) values of Co₂Y hexaferrite composites backed with a conducting plate indicate that the composites possess good microwave-absorbing properties. The minimum RL value of the composites was below −30 dB. The microwave-absorbing materials with 10 GHz (8 GHz) bandwidth for attenuation of 5 dB (10 dB) can be achieved.     

纳米Mn-Zn铁氧体电磁吸波水泥基材料的制备与性能

利用化学共沉淀法制备纳米Mn-Zn铁氧体磁流体,再以一定比例将其掺入水泥浆体制备吸波层,以膨胀珍珠岩作为匹配层,制备双层水泥基吸波材料,研究了不同纳米组分掺入量对该种水泥基材料吸波性能的影响.结果表明:纳米Mn-Zn铁氧体吸波砂浆在厚度(20+10)mm、掺量7%时,在8~18 GHz频段内反射率都小于-10 dB,最小反射率为18 GHz处的-15.1 dB.     

Ionic liquids as dispersing agents of graphene nanoplatelets in poly(methyl methacrylate) composites with microwave absorbing properties

Graphene nanoplatelets (GNP) is noncovalently functionalized with imidazolium-, pyridinium-, and vinyl-pyridinium-based ionic liquids containing bromide or bis(trifluoromethyl-sulfonyl)imide (TFSI) as the counteranions, and used to prepare poly (methyl methacrylate) (PMMA) nanocomposites by solution casting approach followed by compression molding technique. The PMMA composites loaded with 1.9 and 1.8 wt% of GNP in PMMA/GNP composite and PMMA/GNP/ionic liquids, respectively, were characterized by melting viscosity, thermogravimetric analysis and AC electrical conductivity (σ_AC). The microwave absorption properties at the X-band (8.2–12.4 GHz) frequency were measured for systems with 1 mm thickness using the metal-backed configuration. PMMA nanocomposites loaded with GNP/N-dodecyl-4-vinyl-pyridinium.TFSI (C₁₂ViPy.TFSI) displayed higher thermal stability and higher σ_AC. This system also presented the best response in terms of microwave absorbing properties, with minimum reflection loss (RL) of around −6 dB at 8.7 GHz. Triple layered composite structures with layers of different conductivities and different stacking orders were also investigated in terms of reflection loss. Broadband absorption with minimum RL ≤ −10 dB (90% of electromagnetic attenuation) in the frequency between 10.2 and 12.4 GHz and better absorbing effectiveness were observed for the PMMA/GNP-PMMA/GNP/C₁₂ViPy.TFSI-PMMA/GNP/C₁₂ViPy.Br triple-layered system with 3 mm thickness.     

聚氨酯泡沫夹层复合材料的制备及其吸波性能研究

根据电磁波阻抗匹配原理,制备了聚氨酯泡沫夹层结构复合吸波材料,研究了不同结构组成对材料吸波性能的影响。实验结果表明:当匹配层中加入质量分数15%的二氧化锰,聚氨酯泡沫夹芯层中加入质量分数5%的二氧化锰和10%的石墨和反射层中加入质量分数35%的石墨时,测试频段为8～18 GHz,聚氨酯泡沫夹层结构复合材料的最大吸收峰为12.9 GHz(R=-35.7 dB),R-10 dB的频宽为1.5 GHz。     

壳核结构SiC/C纤维的制备与吸波性能的研究

采用活性碳纤维转换法制备了壳核结构SiC/C纤维,采用拉曼光谱、SEM、XRD以及热重分析等测试方法对比研究了生成SiC的厚度对壳核结构SiC/C纤维样品的热重及吸波性能的影响。结果表明:包裹SiC壳层后样品吸波性能得到提高,样品厚度为3.0 mm时,保温4 h样品的最小反射损耗在8.24 GHz处达到-17.22 dB,低于-10 dB(90%的电磁波被吸收)的频宽在2.0 mm处达到4.8 GHz(11.12~15.92 GHz);保温3 h样品的最小反射损耗在8.23 GHz处达到-14.45 dB,低于-10 dB(90%的电磁波被吸收)的频宽在2.0 mm处达到4.56 GHz(10.88~15.44 GHz);且随着SiC含量的升高,试样微波吸收性能有所增强;制备的壳核结构SiC/C纤维样品起始氧化温度提高了150 ℃以上,并且最终残余质量在50%左右,即包裹SiC纤维后样品的抗氧化能力大大提高。