化学镀钛酸钡复合吸波材料的制备与表征

采用溶胶凝胶法制备钛酸钡,考察不同温度对其形貌和吸波性能的影响,并在制得的粉体上采用无钯、银氨溶液化学镀覆镍钴合金,得到化学镀钛酸钡复合材料。利用扫描电镜和透射电镜对样品的形貌和粒径进行表征,利用XRD对样品的物相进行分析,并利用矢量网络分析仪对粉体的吸波性能进行测试。结果表明:在煅烧温度为850℃时,钛酸钡粉体为单一的四方相,颗粒近似四方形状,大小均匀,存在少量团聚;钛酸钡粉体的最大吸收峰值为3.7dB-3.8dB,而且随着镍钴比的减小,复合材料的吸波性能逐渐增加,当镍钴比为1时:4时,化学镀覆钛酸钡(850℃)的吸波性能最佳,吸收量为6.5-6.8dB。     

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)。     

聚苯胺/四氧化三铁吸波材料的制备与性能

利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)氨基化改性Fe_3O_4纳米粒子,并以其为稳定剂、甲苯为软模板,与苯胺形成Pickering乳液,再以过硫酸铵(APS)为引发剂、HCl为掺杂剂,用界面聚合法合成了掺杂态聚苯胺(PANI)/KH550-Fe_3O_4复合材料。采用FTIR、SEM、XRD对样品形貌和结构进行了表征,通过振动样品磁强计(VSM)考察了不同浓度HCl对复合材料磁性能的影响。结果表明:当c(HCl)=0.1 mol/L时,复合材料的饱和磁强度高达24 841 A/m。用矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的屏蔽和吸波性能进行了分析,结果表明:在c(HCl)=0.1 mol/L、复合材料厚度为1 mm、电磁波的频率为10 160 Hz下,复合材料的屏蔽效能高达40.682 dB,在12 400 Hz时反射损耗达-47.043 dB。     

锰离子掺杂纳米镍锌铁氧体的制备及其吸波性能研究

采用水热法制备锰离子掺杂纳米镍锌铁氧体(即镍锰锌铁氧体),采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、综合物性测量系统(PPMS)分析表征铁氧体的结构和磁性,研究镍锌铁氧体和镍锰锌铁氧体的元素配比对吸波性能的影响。结果表明,4种铁氧体均呈类球状,粒径较均匀。其中镍锰锌铁氧体的磁饱和强度与矫顽力最大,分别为84.97A·m²·kg^-1和7.44×10^-3 T。镍锰锌铁氧体具有最佳的吸波性能,当镍锰锌铁氧体/石蜡复合物的厚度为8.62 mm,且频率为3.87 GHz时,最小反射损耗R_L,min为-41.77 dB。当样品厚度为8.09 mm时,最大吸收带宽E_AB,max为3.1 GHz。镍锌锰铁氧体的吸波机制主要归因于极化引起的传导损耗以及自然共振与涡流共振产生的磁损耗。     

碳纤维复合吸波涂层材料的性能影响研究

以水性聚氨酯为基,碳纤维为填料,制备了碳纤维复合吸波涂层材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和矢量网络分析仪对碳纤维复合吸波涂层材料的结构与性能进行了测试和表征。实验结果表明:碳纤维复合吸波涂层材料为碳纤维和水性聚氨酯的物理结合,随着碳纤维含量的增加和厚度的增大,碳纤维复合吸波涂层材料的反射率峰值均向低频移动,当碳纤维含量为0.8%,涂层厚度为1.2 mm时,碳纤维复合吸波涂层的反射率峰值达到-6.01 dB,小于-5 dB的带宽为4.2 GHz,涂层面密度为1.02kg/m~2。     

钛酸钡/碳化钛/聚酰亚胺三元复合薄膜的制备及性能研究

随着微电子工业的不断发展,高介电常数材料的发展已成为制约电子器件微型化、高速化的关键因素之一。本文以钛酸钡核碳化钛为填料,经硅烷偶联剂改性后按一定比例添加到聚酰亚胺中,制备出钛酸钡/碳化钛/聚酰亚胺(BaTiO3/TiC/PI)三元复合薄膜。对复合薄膜的显微结构及性能进行了分析。实验结果表明,无机填料在复合薄膜中具有较好的分散性,说明硅烷偶联剂改性后无机粉体与聚酰亚胺基体的相容性增加。性能测试表明,随着无机填料含量的增加,三元复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率均下降,而导电性能则逐渐提高。     

碳纤维结构吸波材料及其吸波碳纤维的制备

碳纤维结构吸波材料是一类多功能复合材料,具有承载和减小雷达反射截面的双重功能,是一种非常有发展前途的吸波材料。碳纤维结构吸波材料以其优异的力学性能和隐身特性已大量应用于隐身技术。本文讨论了碳纤维结构吸波的应用,碳纤维结构吸波材料的类型及其结构型式设计,探讨了吸波波对碳纤维进行掺杂改性,制备出吸波性能优良的碳纤维、改变碳纤维的截面形状和大小,对碳纤维进行表面改性以及对碳纤维进行掺杂改性,制备出吸波性     

钢纤维复合水泥砂浆的吸波性能研究

为了研究钢纤维在水泥砂浆中的吸收电磁波性能,将长度为15 mm和30 mm的波浪型钢纤维以2％、4％、6％的质量比掺入水泥砂浆中,制成长宽为180 mm×180 mm,厚度分别为10 mm、15 mm、20 mm、25 mm、30 mm的试样;养护3个月以后,采用弓形反射法进行不同厚度试样的反射率测试.结果显示:波浪型钢纤维对水泥砂浆的吸波性能具有明显的改善作用;30 mm长钢纤维掺量为4％时吸波性能最好,在厚度为10～20 mm时,具有多个吸收峰;大于6 dB吸收峰累计带宽都超过10 GHz,最大吸收率为8.5 ～16.5 dB;厚度为30 mm的试样,15 mm长钢纤维掺量为4％时,大于6 dB吸收峰累计带宽超过12 GHz.     

吸波性PMI泡沫塑料的制备及性能研究

通过增粘和分散技术将吸波剂导电碳黑引入到聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料中,制备出了具有一定吸波性能的PMI泡沫塑料。实验发现,采用高速剪切和高功率超声波的复合分散法可将吸波剂导电碳黑均匀分散至增粘后的单体混合液中,且增粘剂和吸波剂对聚合与发泡过程无不良影响。结果表明,随着导电碳黑用量增加以及试样厚度的增加,PMI泡沫塑料的吸波性能显著提高。由于采用了增粘树脂,同密度吸波性PMI泡沫塑料的压缩性能下降。     

石墨-石膏基吸波复合材料的制备与性能

采用弓形反射率测试系统等现代测试手段,通过测试复合材料在2～18GHz频率范围内的吸波性能和力学性能,研究了石墨掺量、试样厚度对石膏基吸波复合材料吸波性能的影响以及石墨掺量对力学性能的影响.研究表明,石墨-石膏基材料在2～18GHz具有较好的吸波性能,厚度一定,当石墨掺量为25wt％时试样吸波性能最佳;增大厚度有利于提高试样的吸波性能,掺量20wt％,厚度为20mm的试样小于-5dB的连续带宽高达15.68GHz;复合材料的力学性能随石墨掺量的增加而逐渐减小,掺量为40wt％时,其28d的抗压和抗折强度与空白试样相比分别下降了67.9％和76％.     

聚噻吩敏化TiO_2复合材料的制备和光催化性能

以无水FeCl3为氧化剂,在CHCl3中采用原位氧化聚合法制备了一系列不同噻吩与TiO2摩尔比〔n(Th)/n(TiO2)〕的聚噻吩敏化TiO2(PTh/TiO2)复合材料。用TEM、FTIR、XRD、DRS和PL对复合材料进行了表征。用苯酚的光催化降解反应研究了复合材料在紫外光和太阳光下的光催化活性。结果表明,PTh的修饰减轻了复合纳米粒子之间的团聚,但对TiO2的晶体结构无影响,复合材料粒径25～30nm。PTh的敏化作用可使复合材料吸收200～800nm的光。两种光源下,复合材料的光催化活性均优于纯TiO2,当n(Th)/n(TiO2)=0.04时达最佳。紫外光下,200min时苯酚降解率达76.39%,太阳光下,120min时苯酚降解率达88.27%,较纯TiO2光催化活性分别提高了19.7%和31.53%。     

Nd掺杂BaTiO_3/CNTs复合吸波材料的制备与表征

采用水热法制备了稀土元素钕掺杂的钛酸钡与碳纳米管(CNTs)的复合吸波材料。利用红外光谱(IR)、X-射线衍射仪(XRD)及能谱仪(EDS)测试了样品的结构与成分,并采用透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌进行了表征。考察了Nd掺杂及不同的CNTs复合量对复合材料在低频区(0~6 000 MHz)吸波性能的影响。结果表明,Nd掺杂后钛酸钡的吸波性能得到一定的提升,随着CNTs复合量的增加,吸收峰的位置先向低频移动后又移向高频。当CNTs含量为7%时,复合材料在频率为4 270.8 MHz处出现了-13.5 d B的最强吸收峰,-5 d B的频宽达520.8 MHz。     

Structure and Properties of (Ba,Ca) TiO3 Ceramics Prepared Using (Ba,Ca)TiO3 Ceramics I, Crystallographic and Microstructural Studies

Ba_1–xCa_xTiO₃ powders have been prepared using a novel route involving solid-state reaction in a mixture of Ba_1–xCa_xCO₃ and TiO₂. The Ba_1–xCa_xCO₃ precursors used in this method were prepared by a chemical coprecipitation route to ensure a uniform supply of Ba and Ca ions during thermochemical reaction with TiO₂. The compositional homogeneity of Ba_1–xCa_xTiO₃ powder prepared by such a semiwet route is compared with those prepared by the conventional dry route, involving thermochemical reaction in a mixture of BaCO₃, CaCO₃, and TiO₂, using principles of X-ray line broadening. It is shown that the powders obtained by the semiwet route possess better compositional homogeneity, over a length scale of 1800 Å corresponding to the coherently scattering domain size, than those prepared by the conventional dry route. Microstructural studies have revealed grain sizes of the order of 1 μm and several micrometers, respectively, for ceramics prepared by the semiwet and conventional dry routes. The solid solubility limit of Ca in Ba_1–xCa_xTiO₃ ceramics fired at 1300°C is 16 mol% for samples prepared by the semiwet route while conventionally processed ceramics had a Ca solid Solubility limit of 12 mol% at the same temperature.     

Structure and Properties of (Ba,Ca)TiO3 Ceramics Prepared Using (Ba,Ca)CO3 Precursors: II, Diffuse Phase Transition Behavior

Ferroelectric phase transition in (Ba,Ca)TiO₃ ceramics has been investigated using dielectric measurements. It is shown that samples prepared using (Ba,Ca)CO₃, precursors exhibit diffuse phase transition (DPT) while those prepared by the conventional route show BaTiO₃-type sharp transition. The diffuseness of the phase transition is found to increase with increasing calcium content. The critical exponent for the dielectric stiffness (1/ε') departs significantly from the mean field value of unity and is shown to increase from 1.21 to 1.86 with increasing calcium content. Arguments are advanced to show that the DPT behavior in these ceramics is inexplicable in terms of either the internal stress model due to the absence of 90° domains in fine-grain ceramics or the compositional inhomogeneity model. It is proposed that DPT behavidr is intrinsic to the system and is intimately linked with the appearance of polar phase in the critical regime whose width is shown to increase with increasing Ca content.     

聚甲基丙烯酸甲酯/高岭土复合材料的制备与性能研究

本文以煤系高岭土为原料,制备有机高岭土为前驱体,将甲基丙烯酸甲酯和前驱体通过原位聚合反应得到复合材料.通过FTIR和XRD等方法,探讨了复合物的结构;并通过一系列表征手段对复合物性能进行了考察.结果表明:本文制备得到的PMMA/高岭土复合物属于剥离型聚合物/层状硅酸盐复合材料,高岭土的插层提高了PMMA的热稳定性、阻燃性和抵抗弹性变形的能力.     

聚酰亚胺/聚苯胺-二氧化钛复合薄膜制备及其性能表征

摘要：以4,4 -二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PDMA）为单体,以聚苯胺-二氧化钛（PANI-TiO2）为掺杂物,用原位聚合和超声振荡法制得墨绿色的黏稠液聚酰胺酸/聚苯胺-二氧化钛,经热亚胺化制得PI/PANI-TiO2复合薄膜。采用FTIR、SEM、TG-DTG、介电常数、电子万能试验机等对复合薄膜的结构、形貌和性能进行了表征与测试,同时与PI薄膜做了比较。结果表明,PI/PANI-TiO2薄膜的热亚胺化完全,PANI-TiO2粒子在PI基体中分布均匀。掺杂质量分数为10%PANI-TiO2的PI/PANI-TiO2复合薄膜的拉伸强度由纯PI的14.8 MPa提高到43.8 MPa;初始分解温度由纯PI的435℃提高到518℃,800℃时的残留量由纯PI的21.3%提高到57.7%;介电常数由3.38提高到3.86,介电损耗由0.0013提高到0.0040。可见PI/PANI-TiO2复合薄膜的力学性能和热稳定性能比未复合的PI增强了,相对介电常数和介电损耗因数提高了。     

石墨纸-BaTiO_3/PI一体化复合薄膜的制备及研究

聚合物复合薄膜超级电容器因其可实现大面积制备、性能可靠等优点,引起了能源领域的广泛关注。如何实现导电层与介电层的一体化加工制备,是叠片式薄膜超级电容器的重要研究方向。本文介绍了以溶液混合法制备的钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜作为介电材料,以石墨纸作为电极材料以及复合薄膜的载体,利用提拉法制备石墨纸-钛酸钡/聚酰亚胺一体化复合薄膜,实现导电层与介电层直接成型的一体化制备过程。利用红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、EIS和LCR电桥仪对复合薄膜进行表征分析。实验结果表明聚酰亚胺亚胺化完全,钛酸钡在复合薄膜中分散良好,复合薄膜的介电损耗非常小,很好地满足了高介电材料的应用要求。