论文部分内容阅读
目前,各式各样的电子产品层出不穷,其产生的电磁辐射越来越多,且污染着周围环境和危害着人们的身体。而电磁波吸收材料是一种有效的防护措施。本文研究了介孔碳、碳包钴镍纳米颗粒和碳包铁钴镍纳米颗粒等吸波材料的吸波机理和特点。主要研究结果如下: (1)运用溶胶凝胶法合成了介孔碳吸波材料。利用全自动比表面和孔隙度分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微(TEM)及元素分析(Mapping)表征介孔碳的孔结构、形貌及成分。运用粉末电阻率测试仪测量了介孔碳的电阻率。研究结果表明:在溶胶凝胶法中通过控制氢氟酸和硫酸的配比,可得到具有不同比表面积的介孔碳,此次试验共得到三种比表面积的样品,分别为620 m2/g、847 m2/g和1672 m2/g,对应的孔径分别为9.4nm、3.4nm和2.4nm。且介孔碳的孔结构类似于一条条蠕动的虫子,具有三维无序网络结构。研究了在介孔碳/石蜡复合材料中介孔碳所占质量分数比为15%的介孔碳/石蜡复合材料的电磁特性及模拟了其在厚度为2mm时的反射率。结果表明,具有比表面积为620 m2/g的介孔碳的复介电常数最高,吸波性能最好,其最小反射率可达到-68.41dB,且低于-10dB的吸收频带宽可达9.8 GHz。此外,还研究了不同质量分数对具有比表面积为620 m2/g介孔碳电磁参数的影响,结果发现,随着介孔碳质量分数的增加,样品的复介电常数增加,但当介孔碳的质量分数为15%,厚度为2mm时,取得最强的吸收,因为此时的阻抗匹配性好。 (2)通过XRD、TEM及其Mapping测试手段研究了碳包钴镍纳米颗粒的成分、结构和形貌。结果表明,碳包钴镍纳米颗粒具有明显的核-壳结构,且内核钴镍合金完全被外壳碳层包覆住,没有被氧化的现象,颗粒呈球态状,颗粒粒径范围为60-80nm,碳层厚度大约为4nm。运用弓形法测试了碳包钴镍纳米颗粒/硅树脂复合材料的实测反射率。结果显示,当碳包钴镍纳米颗粒的填充量为55wt%,涂层厚度为3mm时,可在10.72GHz处取得最小反射损失为-10.37dB。 (3)运用XRD、TEM及其Mapping表征碳包铁钴镍纳米颗粒的成分、结构和形貌。结果表明,碳包铁钴镍纳米颗粒具有明显的核-壳结构,且内核铁钴镍合金完全被外壳碳层包覆住,没有被氧化的现象,其纳米颗粒呈球态状,粒径范围为50-200nm,碳层厚度大约为5nm。运用弓形法测试了碳包铁钴镍纳米颗粒/硅树脂复合材料的实测反射率。结果显示,当碳包铁钴镍纳米颗粒的填充量为55wt%、涂层厚度为2mm时,有最小反射损失为-10.04dB,RL<-5dB(电磁波吸收可达70%)的带宽为11.69-18GHz(6.31GHz)。