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纳米包覆吸波材料的制备与性能研究

作　者: 宋歌
导　师: 史桂梅
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纳米复合粉体直流电弧法模板法吸波性能
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文通过改变包覆工艺条件制备了CoAl2O4(Co)纳米胶囊、Ni/α-Fe2O3纳米复合粉体。利用X-Ray衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X光电子能谱(XPS)等测试技术,系统研究了各种纳米复合粉体的相组成、颗粒形貌、尺寸分布、微观组织结构以及其元素的价态以及聚集体的结构特征。利用振动样品磁强计(VSM)、矢量网络分析仪研究了所制备纳米复合粉体的磁性质和电磁性能,并初步探讨了纳米复合粉体具有优秀电磁吸收性能的物理机制。结果表明,利用直流电弧法成功地制备了CoAl2O4(Co)纳米胶囊。高分辨电镜显示所制备的粒子具有清晰的壳核结构,粒径尺寸分布在10-90nm左右,壳层厚度为3-10nm。通过XPS光电子谱、X-ray衍射分析、TEM等分析确定所制备纳米胶囊的核成分是由Co组成,同时壳层是由CoAl2O4和极少的Al2O3, Co(OH)2,Co2O3所构成。电磁性能分析得到所制备的纳米胶囊在5.01-17.87GHz频率范围内,吸收率低于-10dB,厚度范围为2-5mm,最大吸收峰值达-21.1dB,对应的涂层厚度为2.5mm。利用棒状α-Fe203硬模板法及化学镀法成功地制备了Ni/α-Fe2O3纳米复合粉体.粒径尺寸分布在2-5 u m,壳层厚度在4-8nm范围内。XRD及能谱分析可以得到,所制备的样品是以α-Fe203为内核,Ni为外壳的纳米复合粉体。磁性研究表明,与块体Fe203相比,纳米胶囊的饱和磁化强度减小,而矫顽力增加。利用实验所得到的电磁参数数据模拟Ni/α-Fe2O3纳米复合粉体/固体石蜡复合材料在不同厚度的电磁损耗能力。当涂层厚度为4mm时.该纳米胶囊/固体石蜡复合材料在6.82GHz反射系数达到-16.8dB。在3.97-18GHz频率范围反射系数均小于-10dB。虽然Ni/α-Fe2O3的饱和磁化强度相对很低,但是这种特殊的核壳结构和铁磁性的Ni壳及形状各向异性是出现高性能吸波特性的重要因素。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 吸波材料概述  11-15
    1.1.1 吸波原理  11
    1.1.2 吸波特性  11-15
  1.2 吸波材料分类  15-17
第二章纳米包覆吸波材料的制备及表征方法  17-25
  2.1 纳米包覆吸波材料的制备方法  17-20
    2.1.1 直流电弧法  17-18
    2.1.2 硬模板法  18-20
  2.2 纳米壳核材料的表征方法  20-22
  2.4 本文研究内容  22-25
    2.4.1 选题依据  22-23
    2.4.2 研究内容及技术路线  23-25
第三章 CoAl_2O_4(Co)纳米胶囊的制备、结构和性能  25-35
  3.1 实验过程  25-27
  3.2 实验结果与分析  27-33
    3.2.1 CoAl_2O_4(Co)纳米胶囊的相结构  27-28
    3.2.2 CoAl_2O_4(Co)纳米胶囊形貌及核壳结构  28-29
    3.2.3 CoAl_2O_4(Co)纳米胶囊的XPS光电子谱表面分析  29-31
    3.2.4 CoAl_2O_4(Co)纳米胶囊的电磁性能  31-33
  3.3 本章小结  33-35
第四章 Ni/α-Fe_2O_3纳米复合粉体的制备、结构和性能  35-49
  4.1 β-FeOOH的制备  36-39
    4.1.1 实验方案  36-37
    4.1.2 β-FeOOH相结构分析  37-38
    4.1.4 β-FeOOH形貌分析  38-39
    4.1.5 β-FeOOH的结构尺寸分析  39
  4.2 α-Fe_2O_3的制备  39-40
  4.3 化学镀镍  40-42
    4.3.1 实验过程  41-42
  4.4 结果与分析  42-48
    4.4.1 化学镀镍前样品的形貌及性能分析  42-43
    4.4.2 化学镀镍后样品的形貌及性能分析  43-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章结论  49-51
参考文献  51-56
在学研究成果  56-57
致谢  57

纳米包覆吸波材料的制备与性能研究

内容摘要

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