本文主要研究内容
作者冯唯（2019）在《纳米碳基复合材料微结构调控与吸波性能》一文中研究指出：电磁波吸收材料能够将入射的电磁波转化为热能等其它形式能量耗散,从而使其强度衰减的一类功能性材料。碳纳米材料（包括石墨烯、碳纳米管和多孔碳等）,具有优良的导电性、易于调控的介电性质,可以作为其它材料载体,成为近年来吸波材料研究的热点。但碳纳米材料因阻抗不匹配或电磁损耗不足,吸波性能尚且达不到应用需求。为了提高碳材料的微波吸收性能,本文从提高电磁损耗,改善阻抗匹配的角度出发,构建了不同表面修饰碳纳米管、ZnO@多孔碳核壳结构、Co3ZnC纳米粒子/多孔碳、具有不同微观结构的ZnO/石墨烯复合材料。通过调控不同复合材料的微观结构特征研究了复合材料成分比例、石墨化程度、界面面积、微观结构以及表面官能团等主要因素对于碳纳米材料介电性质、阻抗匹配特性和微波吸收性能的影响。对比研究碳纳米管的表面状态对其电磁参数、阻抗匹配和微波吸收性能的影响。通过强酸处理在多壁碳纳米管表面引入了官能团和缺陷,同时水热处理原位合成纳米Fe3O4修饰的碳纳米管。发现碳纳米管表面官能团和Fe3O4能够通过降低材料电导损耗、增加极化损耗,来调节材料的介电常数,提高材料的综合微波吸收性能。其中,Fe3O4表面功能化碳管的最大反射损失在20 wt%时达到-53.3 dB,最大吸收带宽达到5.2 GHz。构建壳核结构多组分复合材料以提高阻抗匹配特性和微波吸收性能。以原位晶体生长的ZnO胶体为核和双层沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIFs）为壳,通过调节反应物的浓度获得了均匀的ZnO@ZIF核-壳结构,退火后,双层ZIFs涂层热解形成负载Co3ZnC纳米颗粒的N掺杂多孔碳壳。ZnO@多孔碳/Co3ZnC核壳微球增加了界面损耗、磁性损耗等损耗机制,并提高了阻抗匹配,与单一ZnO及由ZIFs热解的多孔碳相比具有更优异的电磁波吸收能力,当样品厚度为2.2 mm时,反射损耗可达到-62.9 dB,有效带宽为5.5 GHz。为研究纳米碳材料的石墨化程度,界面面积对电磁参数、阻抗匹配特性和微波吸收性能的影响。通过添加Co2+和Zn2+金属离子制备ZIFs,进一步热解合成了多孔碳/CoZn合金纳米粒子复合材料。通过增加反应物中Zn和Co的摩尔比,降低多孔碳石墨化程度和增加多孔碳的比表面积。而Zn含量提高到一定程度,比表面积反而因石墨化程度不足快速下降。复合材料的介电常数会随比表面积的增加而增加。具有中等比表面积和石墨化程度的BM 0.2样品显示出最优异的电磁波吸收特性。当样品厚度仅为1.5 mm时,其最小RL可达到-53.2 GHz。最小反射损失在样品厚度为4.5 mm时为-59.7 dB,样品厚度为2.0 mm时的最大有效带宽为5.3GHz。复合材料的微波吸收性能比单一金属ZIFs热解的碳材料有显著提高,这归因于多孔碳中丰富的碳-空气界面增强的界面极化,以及因复合磁性金属离子提高的阻抗匹配的协同作用。基于以上表面改性和微纳米构造提高复合材料吸波性能的机制、原理及优势,进而通过在有机溶剂中原位生长及热处理的方法构建了ZnO纳米晶/石墨烯复合材料,研究了不同质量分数（5、10、15、20 wt.%）的ZnO纳米晶/石墨烯复合材料的微波吸收性能。发现15wt.%的ZnO纳米晶/石墨烯复合材料具有最优异的微波吸收性能,最小反射损耗在15.2 GHz时达到-54.2 dB,有效吸收带宽达到6.7 GHz,优化样品厚度仅为2.4 mm。由于石墨烯阻抗匹配的提高,其吸波性能相比纯ZnO纳米晶和纯石墨烯有很大程度的提高。为了进一步解决ZnO纳米晶/石墨烯复合材料的团聚问题,通过在水溶液中原位生长和热处理的方法合成了微米花/纳米晶ZnO修饰的石墨烯,使ZnO纳米晶体均匀分散于石墨烯片层上,而ZnO微米花穿插在石墨烯片层中。通过改变反应物的浓度,获得不同ZnO和石墨烯质量比（9:1,8:1,5.5:1,2:1）的复合材料。发现复合材料的介电常数实部和虚部随ZnO质量分数的降低而增加。质量比为8:1时样品显示出最突出的微波吸收特性,最小反射损失在样品厚度4.5 mm时达到-77.5 dB,最大有效带宽在样品厚度为3.5mm时达到6.9 GHz。
Abstract
dian ci bo xi shou cai liao neng gou jiang ru she de dian ci bo zhuai hua wei re neng deng ji ta xing shi neng liang hao san ,cong er shi ji jiang du cui jian de yi lei gong neng xing cai liao 。tan na mi cai liao （bao gua dan mo xi 、tan na mi guan he duo kong tan deng ）,ju you you liang de dao dian xing 、yi yu diao kong de jie dian xing zhi ,ke yi zuo wei ji ta cai liao zai ti ,cheng wei jin nian lai xi bo cai liao yan jiu de re dian 。dan tan na mi cai liao yin zu kang bu pi pei huo dian ci sun hao bu zu ,xi bo xing neng shang ju da bu dao ying yong xu qiu 。wei le di gao tan cai liao de wei bo xi shou xing neng ,ben wen cong di gao dian ci sun hao ,gai shan zu kang pi pei de jiao du chu fa ,gou jian le bu tong biao mian xiu shi tan na mi guan 、ZnO@duo kong tan he ke jie gou 、Co3ZnCna mi li zi /duo kong tan 、ju you bu tong wei guan jie gou de ZnO/dan mo xi fu ge cai liao 。tong guo diao kong bu tong fu ge cai liao de wei guan jie gou te zheng yan jiu le fu ge cai liao cheng fen bi li 、dan mo hua cheng du 、jie mian mian ji 、wei guan jie gou yi ji biao mian guan neng tuan deng zhu yao yin su dui yu tan na mi cai liao jie dian xing zhi 、zu kang pi pei te xing he wei bo xi shou xing neng de ying xiang 。dui bi yan jiu tan na mi guan de biao mian zhuang tai dui ji dian ci can shu 、zu kang pi pei he wei bo xi shou xing neng de ying xiang 。tong guo jiang suan chu li zai duo bi tan na mi guan biao mian yin ru le guan neng tuan he que xian ,tong shi shui re chu li yuan wei ge cheng na mi Fe3O4xiu shi de tan na mi guan 。fa xian tan na mi guan biao mian guan neng tuan he Fe3O4neng gou tong guo jiang di cai liao dian dao sun hao 、zeng jia ji hua sun hao ,lai diao jie cai liao de jie dian chang shu ,di gao cai liao de zeng ge wei bo xi shou xing neng 。ji zhong ,Fe3O4biao mian gong neng hua tan guan de zui da fan she sun shi zai 20 wt%shi da dao -53.3 dB,zui da xi shou dai kuan da dao 5.2 GHz。gou jian ke he jie gou duo zu fen fu ge cai liao yi di gao zu kang pi pei te xing he wei bo xi shou xing neng 。yi yuan wei jing ti sheng chang de ZnOjiao ti wei he he shuang ceng fei dan mi zuo zhi gu jia jie gou cai liao （ZIFs）wei ke ,tong guo diao jie fan ying wu de nong du huo de le jun yun de ZnO@ZIFhe -ke jie gou ,tui huo hou ,shuang ceng ZIFstu ceng re jie xing cheng fu zai Co3ZnCna mi ke li de Ncan za duo kong tan ke 。ZnO@duo kong tan /Co3ZnChe ke wei qiu zeng jia le jie mian sun hao 、ci xing sun hao deng sun hao ji zhi ,bing di gao le zu kang pi pei ,yu chan yi ZnOji you ZIFsre jie de duo kong tan xiang bi ju you geng you yi de dian ci bo xi shou neng li ,dang yang pin hou du wei 2.2 mmshi ,fan she sun hao ke da dao -62.9 dB,you xiao dai kuan wei 5.5 GHz。wei yan jiu na mi tan cai liao de dan mo hua cheng du ,jie mian mian ji dui dian ci can shu 、zu kang pi pei te xing he wei bo xi shou xing neng de ying xiang 。tong guo tian jia Co2+he Zn2+jin shu li zi zhi bei ZIFs,jin yi bu re jie ge cheng le duo kong tan /CoZnge jin na mi li zi fu ge cai liao 。tong guo zeng jia fan ying wu zhong Znhe Code ma er bi ,jiang di duo kong tan dan mo hua cheng du he zeng jia duo kong tan de bi biao mian ji 。er Znhan liang di gao dao yi ding cheng du ,bi biao mian ji fan er yin dan mo hua cheng du bu zu kuai su xia jiang 。fu ge cai liao de jie dian chang shu hui sui bi biao mian ji de zeng jia er zeng jia 。ju you zhong deng bi biao mian ji he dan mo hua cheng du de BM 0.2yang pin xian shi chu zui you yi de dian ci bo xi shou te xing 。dang yang pin hou du jin wei 1.5 mmshi ,ji zui xiao RLke da dao -53.2 GHz。zui xiao fan she sun shi zai yang pin hou du wei 4.5 mmshi wei -59.7 dB,yang pin hou du wei 2.0 mmshi de zui da you xiao dai kuan wei 5.3GHz。fu ge cai liao de wei bo xi shou xing neng bi chan yi jin shu ZIFsre jie de tan cai liao you xian zhe di gao ,zhe gui yin yu duo kong tan zhong feng fu de tan -kong qi jie mian zeng jiang de jie mian ji hua ,yi ji yin fu ge ci xing jin shu li zi di gao de zu kang pi pei de xie tong zuo yong 。ji yu yi shang biao mian gai xing he wei na mi gou zao di gao fu ge cai liao xi bo xing neng de ji zhi 、yuan li ji you shi ,jin er tong guo zai you ji rong ji zhong yuan wei sheng chang ji re chu li de fang fa gou jian le ZnOna mi jing /dan mo xi fu ge cai liao ,yan jiu le bu tong zhi liang fen shu （5、10、15、20 wt.%）de ZnOna mi jing /dan mo xi fu ge cai liao de wei bo xi shou xing neng 。fa xian 15wt.%de ZnOna mi jing /dan mo xi fu ge cai liao ju you zui you yi de wei bo xi shou xing neng ,zui xiao fan she sun hao zai 15.2 GHzshi da dao -54.2 dB,you xiao xi shou dai kuan da dao 6.7 GHz,you hua yang pin hou du jin wei 2.4 mm。you yu dan mo xi zu kang pi pei de di gao ,ji xi bo xing neng xiang bi chun ZnOna mi jing he chun dan mo xi you hen da cheng du de di gao 。wei le jin yi bu jie jue ZnOna mi jing /dan mo xi fu ge cai liao de tuan ju wen ti ,tong guo zai shui rong ye zhong yuan wei sheng chang he re chu li de fang fa ge cheng le wei mi hua /na mi jing ZnOxiu shi de dan mo xi ,shi ZnOna mi jing ti jun yun fen san yu dan mo xi pian ceng shang ,er ZnOwei mi hua chuan cha zai dan mo xi pian ceng zhong 。tong guo gai bian fan ying wu de nong du ,huo de bu tong ZnOhe dan mo xi zhi liang bi （9:1,8:1,5.5:1,2:1）de fu ge cai liao 。fa xian fu ge cai liao de jie dian chang shu shi bu he xu bu sui ZnOzhi liang fen shu de jiang di er zeng jia 。zhi liang bi wei 8:1shi yang pin xian shi chu zui tu chu de wei bo xi shou te xing ,zui xiao fan she sun shi zai yang pin hou du 4.5 mmshi da dao -77.5 dB,zui da you xiao dai kuan zai yang pin hou du wei 3.5mmshi da dao 6.9 GHz。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨工业大学的冯唯，发表于刊物哈尔滨工业大学2019-12-07论文，是一篇关于石墨烯论文,多孔碳论文,碳纳米管论文,微纳结构论文,吸波材料论文,哈尔滨工业大学2019-12-07论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨工业大学2019-12-07论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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