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《碳納米管鋇鐵氧體復(fù)合材料的制備、表征與電磁參數(shù)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要碳納米管/鋇鐵氧體復(fù)合材料的制備、表征與電磁參數(shù)初探摘要在電磁波吸收材料領(lǐng)域，碳納米管（CNTs）由于具有導(dǎo)電性以及作為一維納米材料而具有的表面效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)，因此對(duì)微波表現(xiàn)出較強(qiáng)的寬帶吸收性能，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外新型吸波材料的研究熱點(diǎn)之一。然而CNTs是一種典型的電損耗型吸波劑，其具有相當(dāng)大的復(fù)介電常數(shù)，但由于純CNTs沒(méi)有任何磁性，這就使得其阻抗匹配很差，電磁波在其表面的反射非常強(qiáng)烈，因此較差的阻抗匹配是應(yīng)用CNTs作為吸波劑的瓶頸之一?，F(xiàn)在許多研究工作都集中在如何對(duì)CN
2、Ts進(jìn)行改性以改善其阻抗匹配上。本文的研究目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)鋇鐵氧體（BaFe12O19）對(duì)多壁碳納米管（MWNTs）的包覆而制備出MWNTs-BaFe12O19納米復(fù)合材料，利用導(dǎo)電性很差的磁性鐵氧體去改善MWNTs的磁學(xué)性能與導(dǎo)電性能，從而達(dá)到改善其阻抗匹配、增強(qiáng)吸波性能的目的。本文首先在對(duì)MWNTs的水熱氧化處理做了研究，因?yàn)镸WNTs的氧化效果直接影響到后面BaFe12O19對(duì)其的包覆效果。利用XPS對(duì)水熱氧化MWNTs進(jìn)行含氧量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其含氧量與反應(yīng)溫度（T）、反應(yīng)時(shí)間（t）以及混酸濃度（c）成正相關(guān)關(guān)系
3、。當(dāng)T=200℃，t=5h，c=70%時(shí)，可以得到較為優(yōu)化的水熱氧化處理?xiàng)l件，此時(shí)MWNTs的含氧量為22.6%，較普通酸化氧化處理（6%左右）大大提高了MWNTs的氧化效果。利用SEM對(duì)此條件下的水熱氧化MWNTs進(jìn)行形貌觀察，發(fā)現(xiàn)其具有完整的形貌及結(jié)構(gòu)，管長(zhǎng)較長(zhǎng)。然后本文對(duì)水熱合成納米級(jí)BaFe12O19做了前期準(zhǔn)備性研究。本文在在140℃、160℃、180℃三個(gè)溫度下合成出了納米級(jí)M型BaFe12O19。利用XRD與TEM對(duì)其進(jìn)行了物相與形貌表征，并發(fā)現(xiàn)BaFe12O19納米顆粒的粒徑隨著合成溫度的升高
4、而增大，180℃下晶粒發(fā)育的較為完善，粒徑在60nm左右。利用同軸法對(duì)180℃合成的樣品進(jìn)行了復(fù)介電第I頁(yè)摘要常數(shù)與復(fù)磁導(dǎo)率的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)水熱合成的BaFe12O19為良好的磁損耗型吸波劑，其介電性能與自由空間的性質(zhì)類似而復(fù)磁導(dǎo)率虛部μ”較大（μ”max=0.5），對(duì)微波具有較高的磁損耗，可以用作對(duì)多壁碳納米管進(jìn)行磁學(xué)性能改善的改性體。本文還通過(guò)在BaFe12O19的水熱合成反應(yīng)中引入水熱氧化MWNTs而成功的合成出了BaFe12O19包覆MWNTs的MWNTs-BaFe12O19納米復(fù)合材料。利用XRD與TE
5、M對(duì)其進(jìn)行了物相與形貌表征，并發(fā)現(xiàn)BaFe12O19納米顆粒對(duì)MWNTs有著較好的包覆。利用同軸法對(duì)180℃合成的樣品進(jìn)行了復(fù)介電常數(shù)與復(fù)磁導(dǎo)率的測(cè)定，并發(fā)現(xiàn)其有著較為均衡的復(fù)介電常數(shù)與復(fù)磁導(dǎo)率，阻抗匹配得到了很大改善。與水熱氧化MWNTs（ε’max=170，ε“max=130，μ‘max=0.85，μ”max=0.25）相比，BaFe12O19對(duì)MWNTs的包覆有效降低了MWNTs的介電性質(zhì)（ε’max=60-100，ε“max=45-55）并提高了其復(fù)磁導(dǎo)率虛部（μ”max=0.4），增加了對(duì)電磁波的磁
6、損耗。MWNTs相相對(duì)含量的降低有利于降低復(fù)合材料的復(fù)介電常數(shù)數(shù)值，增大復(fù)磁導(dǎo)率虛部數(shù)值。關(guān)鍵詞：水熱法，碳納米管，碳納米管改性，鋇鐵氧體，復(fù)介電常數(shù)，復(fù)磁導(dǎo)率，復(fù)合材料第II頁(yè)ABSTRACTSynthesis,CharacterizationandtheStudyofElectromagneticParametersofMWNTs-BaFe12O19CompositeABSTRACTInthefieldofmicrowaveabsorbingmaterial,carbonnanotubes(CNTs),a
7、sanovelmicrowaveabsorber,havebeenextensivelystudied,whichshowastrongmicrowaveabsorbingcapabilityinarelativelywideband,duetotheirelectricconductivityandthepropertiesofsurfaceeffect,smallsizeeffect,quantumsizeeffectandmacroscopicquantumtunnelingeffectasonedim
8、ensionalnanomaterial.However,thepoorimpedancematchisthebottle-neckofCNTsintheapplicationasmicrowaveabsorber,forithasarelativelylargecomplexpermittivityandpureCNTshasnomagnetism,whichcauseaverystrongref
