碳纳米管/铁氧体杂化薄膜制备及其吸波性研究

作     者：袁朝俊 

作者单位：沈阳航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卢少微

授予年度：2016年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：碳纳米管/铁氧体杂化薄膜 复合吸波剂 反射损失 吸波材料 

摘      要：作为环境科学与高端军事技术的组成部分,电磁波吸收材料如今已成为高科技领域的新兴课题,并得到人们的高度重视。传统吸波材料,单一铁氧体或者金属粉末涂层等因其较高的磁损耗和吸收强度已被广泛的研究和应用,但其比重大、损耗机制单一等缺点,限制了在对轻质吸波材料有较高需求领域的使用。为解决上述问题,将不同性质的材料组合使吸波材料在选择上有更大的自由度,从而形成高吸收强度,宽吸收频带的复合吸波材料是目前最为有效的解决途径之一。本文首先将多壁碳纳米管进行预处理、活化,然后用化学镀和共沉淀法在活化后的碳纳米管上包覆Co-Ni合金及FeO粒子,制备出碳纳米管表面包覆Co-Ni合金(MWCNTs/Co-Ni)及碳纳米管表面包覆Co-Ni/FeO(MWCNTs/Co-Ni/FeO)复合吸波剂,最后将MWCNTs/Co-Ni/FeO复合吸波剂以一定比例添加到碳纳米纸制备过程,利用悬浮液真空抽滤法成功制备出磁损耗明显增强的碳纳米管/铁氧体杂化薄膜。借助SEM、EDS、XRD、傅里叶红外光谱、VSM和矢量网络分析仪重点研究了MWCNTs/Co-Ni合金、MWCNTs/Co-Ni/FeO复合吸波剂及碳纳米纸/铁氧体杂化薄膜的微波吸收性能。结果表明,样品的磁性能和微波磁损耗均明显增强,MWCNTs/Co-Ni复合吸波剂的磁饱和强度(Ms)和矫顽力(Hc)分别为51.8 emu/g和221.08 Oe,在8.65 GHz处出现-15.92dB的反射损耗峰,小于-10 dB的频宽可达2.8 GHz,小于-5 dB的频宽为4.42 GHz。而MWCNTs/Co-Ni/FeO复合吸波剂的磁饱和强度(Ms)升高为68.6 emu/g,矫顽力(Hc)降低为17.9 Oe,反射损失在X波段峰强度减小但向低频8.56 GHz处移动,小于-5 dB的频宽为2.7 GHz。同时在1.51 GHz处出现最大反射损失值为-13.57 dB的新反射损耗峰,小于-5 dB的频宽为1.05 GHz。碳纳米管/铁氧体杂化薄膜的磁饱和强度(Ms)为21.21emu/g,矫顽力(Hc)为32.07 Oe,在8.64 GHz和8.95 GHz处出现连续的损耗峰,峰值强度分别为-20.1 dB和-14.38 dB,小于-10 dB的频宽为0.72 GHz。此外在9.77 GHz处也出现了峰值为-12.26 dB的损耗峰,小于-10 dB的频宽为0.441 GHz。