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纳米螺旋碳纤维表面Ni-Co-B、Ni-Fe-B、Ni-Fe-Co-B涂层的研究

作　者: 矫海霞
导　师: 谢广文
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 纳米螺旋碳纤维化学镀沉积速率 Ni-Co-B Ni-Fe-B Ni-Fe-Co-B 磁性能
分类号: TB304
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

纳米碳纤维是一种新型碳材料，由于其具有优异的物理、化学性能，在结构增强材料、微波吸收材料和电磁屏蔽材料等领域有着广阔的应用前景，近几年得到了广泛的研究。为了进一步提高纳米碳纤维的电磁性能，增强其与金属、陶瓷基体的界面结合强度，本文采用化学镀的方法在其表面沉积Ni-Co-B，Ni-Fe-B，Ni-Fe-Co-B合金涂层。本文主要内容分为两个部分：首先，采用铁片作基体，用化学镀方法在碱性水溶液中制备了Ni-Co-B，Ni-Fe-B，Ni-Fe-Co-B等三个多元合金镀层。镀液是以硫酸镍、硫酸钴、硫酸亚铁铵为主盐，二甲基胺硼烷为还原剂，柠檬酸钠、酒石酸钾钠为络合剂。采用增重法计算化学镀反应的沉积速率，研究了金属盐浓度比率、还原剂浓度，镀液pH值，对镀层沉积速率及成分的影响，找出了最佳镀液配方及工艺条件。其次，利用优化的工艺配方在经过敏化、活化处理后的纳米螺旋碳纤维表面沉积Ni-Co-B，Ni-Fe-B，Ni-Fe-Co-B合金涂层。研究了涂覆合金涂层的纳米碳纤维的形貌，涂覆Ni-Co-B纳米碳纤维的磁学性能及其与环氧树脂复合材料的吸波性能。采用扫描电子显微镜观察涂层形貌，能量色散X射线能谱仪分析涂层成分，X射线衍射仪分析涂层合金结构，振动样品磁强计测试涂层磁学性能，远场雷达散射截面吸波材料反射率测量系统测试涂覆Ni-Co-B纳米碳纤维与环氧树脂复合材料的吸波性能。利用扫描电子显微镜观察发现在纳米螺旋碳纤维表面获得连续、均匀的合金涂层。涂层磁学性能主要研究了由金属盐浓度不同，导致涂层成分不同，对化学镀后碳纤维磁性的影响。利用振动样品磁强计测量涂覆Nj-Co-B涂层的纳米碳纤维的最优磁性能矫顽力Hc为43.7kA·m^-1，剩余磁化强度B_r为9.2Am²·kg^-1。利用远场雷达散射截面反射率测量系统测试材料的吸波性能，发现在8～18GHz频段存在明显的吸收峰，吸收峰对应的频率为11.8GHz。雷达吸收的分贝数为．20.07dB，雷达散射截面缩减百分数为99％。涂覆Ni-Co-B合金的纳米碳纤维与环氧树脂复合材料在11～14GHz频段具有良好的电磁波吸收性能。

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