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SiC/SiO2/Co/SiO2纳米线制备及吸波性能研究

作　者: 矫金福
导　师: 徐用军
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 化学工程
关键词: 吸波材料 化学镀 β-SiC纳米线 耐高温 β-SiC/SiO2 SiO2包覆
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


SiC材料体系是一种性能良好的吸波剂，因为本身性质稳定、吸波性能良好、能够耐高温，受到科研工作者的广泛关注。本论文主要制备了β-SiC纳米线，为了达到“多层”吸波的构想，并且提高其吸波性能，因而在其表面包覆一层Co单质，同时为了提高材料体系的高温稳定性，在最外层包覆一层非晶态SiO2，并讨论了SiC/SiO2/Co/SiO2整个体系的吸波性能。本论文通过改变不同碳源和烧结温度制备β-SiC纳米线，确定了最佳的制备β-SiC纳米线工艺：以碳纳米管、硅粉、SiO2为原料，用氩气作保护气，在1400℃烧结2h，制备出β-SiC纳米线，表征了制备产物的形貌和结构。通过改变化学镀过程中pH和化学镀时间，在β-SiC纳米线表面化学镀Co，确定了最佳的化学镀Co条件：pH为89、化学镀时间为5min，实现了在β-SiC/SiO2纳米线表面包覆均匀的Co镀层并表征SiC/SiO2/Co的结构和形貌。最终合成出的β-SiC/SiO2/Co/SiO2纳米材料目的是为了提高β-SiC/SiO2/Co纳米复合材料的高温稳定性能，在三元复合材料表面包覆一层SiO2。分别讨论了β-SiC/SiO2/Co和β-SiC/SiO2/Co/SiO2两种材料从室温到1000℃的TG-DTA曲线，证明β-SiC/SiO2/Co/SiO2的高温稳定性能较好；讨论了β-SiC纳米线、β-SiC/SiO2、β-SiC/SiO2/Co和β-SiC/SiO2/Co/SiO2纳米复合材料的吸波性能，得出最终合成的β-SiC/SiO2/Co/SiO2纳米材料的吸波性能最好，最小反射损耗为-60dB（标准为-10dB），反射损耗低于-10dB的吸收宽度为6.6GHz。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-22
  1.1 课题背景及研究意义  8-9
  1.2 吸波材料的研究现状及进展  9-17
    1.2.1 吸波机理  10-13
    1.2.2 主流吸波剂研究现状及特点  13-16
    1.2.3 吸波材料的发展趋势  16-17
  1.3 SiC 纳米线的研究现状及发展趋势  17-21
    1.3.1 SiC 材料特点及其应用  17-19
    1.3.2 SiC 纳米线的制备方法  19-20
    1.3.3 SiC 纳米复合材料的研究现状  20-21
  1.4 本课题主要研究内容  21-22
第2章 实验材料及研究方法  22-30
  2.1 实验药品与设备  22-23
  2.2 实验方法及工艺流程  23-27
    2.2.1 β-SiC/SiO_2纳米线制备及工艺流程  23
    2.2.2 β-SiC 纳米线制备及工艺流程  23-24
    2.2.3 SiC/SiO_2/Co 复合材料制备及工艺流程  24-26
    2.2.4 SiC/SiO_2/Co/SiO_2纳米复合材料的制备  26-27
  2.3 材料表征及测试方法  27-30
    2.3.1 物相分析  27
    2.3.2 SEM 测试  27
    2.3.3 TEM 测试  27-28
    2.3.4 Raman 光谱分析  28
    2.3.5 FTIR 光谱分析  28
    2.3.6 吸波性能测试  28-29
    2.3.7 热稳定性检测  29-30
第3章 β-SiC 纳米线制备及其吸波性能研究  30-44
  3.1 β-SiC/SiO_2纳米线体材料形貌及结构  30-34
  3.2 β-SiC 纳米线形貌与结构分析及制备工艺研究  34-40
    3.2.1 β-SiC 纳米线的形貌及结构分析  34-37
    3.2.2 β-SiC 纳米线的制备工艺研究  37-40
  3.3 β-SiC 系列材料的结构与吸波性能分析  40-42
  3.4 本章小结  42-44
第4章 SiC/SiO_2/Co 复合材料制备及吸波性能研究  44-62
  4.1 β-SiC 纳米线表面包 Co 单质制备研究  44-51
    4.1.1 有机钴热分解法制备β-SiC/Co 复合材料及其形貌分析  44-46
    4.1.2 化学镀法合成β-SiC/Co 纳米复合材料及其形貌分析  46-51
  4.2 β-SiC/SiO_2/Co 纳米材料结构与形貌分析及制备工艺研究  51-58
    4.2.1 化学镀法制备β-SiC/SiO_2/Co 纳米复合材料的结构和形貌分析  51-54
    4.2.2 化学镀法制备β-SiC/SiO_2/Co 纳米材料工艺研究  54-56
    4.2.3 有机钴热分解法制备β-SiC/SiO_2/Co 纳米复合材料  56-58
  4.3 不同化学镀时间制备β-SiC/SiO_2/Co 材料的磁性能及吸波性能差异  58-60
  4.4 本章总结  60-62
第5章 β-SiC/SiO_2/Co/SiO_2材料制备及吸波性能研究  62-71
  5.1 β-SiC/SiO_2/Co/SiO_2纳米复合材料的结构与形貌分析  62-66
  5.2 β-SiC/SiO_2/Co 及其包覆 SiO_2纳米复合材料热稳定性研究  66-67
  5.3 β-SiC/SiO_2/Co/SiO_2纳米材料的磁性能及吸波性能研究  67-69
  5.4 本章小结  69-71
结论  71-72
参考文献  72-76
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  76-78
致谢  78

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