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PANi/Fe_3O_4在T-ZnOw表面原位复合及其电磁学性能初探

作　者: 吴国峰
导　师: 楚珑晟
学　校: 西南交通大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 氧化锌晶须 聚苯胺 四氧化三铁 原位复合 电导率 电磁参数 吸波性能
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本文以氧化锌晶须（tetra-needle-like ZnO whisker T-ZnOw）为基体，在其表面原位复合聚苯胺（Polyaniline PANi）和四氧化三铁（Iron Oxide Fe3O4），分别制备了具有特殊核壳结构的T-ZnOw/PANi复合物和T-ZnOw/Fe3O4/PANi复合物。以T-ZnOw和苯胺为原料，正硅酸乙酯（tetraethyl orthosilicate TEOS）和γ-氨丙基三乙氧基硅烷（γ-aminopropyltriethoxysilane APTES）为表面改性剂，过硫酸胺为引发剂和氧化剂，对甲基苯磺酸（p-methylbenzene sulfonic acidTSA）为掺杂剂，通过原位合成的方法制得了T-ZnOw/PANi核壳结构复合物。实验结果表明，制备T-ZnOw/PANi复合物较好的实验流程是：先对T-ZnOw进行TEOS和APTES改性，得到改性氧化锌品须，而后进行苯胺（anilineAN）的原位复合，反应体系中V（醇）/V（水）=7：3，m（T-ZnOw）/m（AN）=2：1，掺杂度为0．15-0．20M。以此方法制备的复合物，热稳定性较纯掺杂态聚苯胺要好，电导率在10-3-10-2S/cm之间，高于T-ZnOw 5个数量级以上，低于同等掺杂度下纯聚苯胺1-2个数量级。电磁性能分析表明，以此方法制备的ToZnOw/PANi复合物的介电损耗性能较T-ZnOw和同等掺杂度下的聚苯胺要好，而且随着电导率的提高，其介电损耗性能增强。平板反射率测试表明，T-ZnOw/PANi复合物比T-ZnOw和同等掺杂度下的聚苯胺的吸波性能要好，随着电导率的提高，T-ZnOw/PANi复合物的吸波性能增强，在1-3mm范围内，随着平板厚度的增加，其吸波性能增强。以T-ZnOw和FeCl2为原料，聚乙二醇为表面活性剂，TEOS为改性剂，通过原位合成的方法制备了T-ZnOw/Fe3O4核壳结构复合物。以此ToZnOw/Fe3O4复合物为基体，通过接枝聚合的方法制备了T-ZnOw/Fe3O4/PANi多层结构复合物。实验结果表明，T-ZnOw/Fe3O4/PANi复合物的热稳定性能较T-ZnOw/PANi复合物稍差，是一种顺磁性材料，其电导率在同等掺杂度下与T-ZnOw/PANi复合物处于同一数量级，但值稍低；电磁性能分析表明，T-ZnOw/Fe3O4/PANi复合物介电性能强于T-ZnOw/Fe3O4复合物，磁导率强于T-Znow/PANi复合物，可能表现出更好的电磁吸波性能。

全文目录


摘要  6-8
ABSTRACT  8-13
第1章 绪论  13-28
  1.1 引言  13
  1.2 雷达隐身技术及隐身材料  13-19
    1.2.1 雷达隐身技术概述  13-15
    1.2.2 材料隐身机理及隐身材料设计  15-17
    1.2.3 几种新型隐身材料  17-19
    1.2.4 雷达隐身材料发展趋势  19
  1.3 聚苯胺/无机复合吸波材料研究进展  19-26
    1.3.1 聚苯胺概述  20-21
    1.3.2 聚苯胺/无机复合材料的制备方法  21-24
    1.3.3 聚苯胺/无机复合材料电磁学性能  24-26
  1.4 研究目的、意义及研究内容  26-28
    1.4.1 研究目的和意义  26-27
    1.4.2 研究内容  27-28
第2章 PANi在T-ZnOw表面原位复合及表征  28-65
  2.1 前言  28
  2.2 实验方案设计  28-31
    2.2.1 复合路线的选择  28-29
    2.2.2 氧化剂的选择  29-30
    2.2.3 掺杂酸的选择  30
    2.2.4 实验流程  30-31
  2.3 实验部分  31-35
    2.3.1 实验原料  31-32
    2.3.2 实验过程  32-33
    2.3.3 实验表征  33-35
  2.4 结果与讨论  35-63
    2.4.1 改性T-ZnOw表面结构与形貌  35-40
    2.4.2 T-ZnOw/PANi复合物的结构  40-44
    2.4.3 T-ZnOw/PANi核壳结构影响因素分析  44-51
    2.4.4 T-ZnOw/PANi复合物的性能  51-62
    2.4.5 PANi在T-ZnOw表面原位合成机理  62-63
  2.5 本章小结  63-65
第3章 Fe3O4/PANi在T-ZnOw表面原位复合及性能表征  65-87
  3.1 前言  65-66
  3.2 实验部分  66-68
    3.2.1 试验流程  66
    3.2.2 实验原料  66-67
    3.2.3 实验过程  67
    3.2.4 实验表征  67-68
  3.3 结果与讨论  68-85
    3.3.1 T-ZnOw/Fe_3O_4复合物结构及其影响因素  68-71
    3.3.2 T-ZnOw/Fe_3O_4/PANi复合物结构及影响因素  71-77
    3.3.3 T-ZnOw/Fe_3O_4/PANi复合物的性能  77-85
  3.4 本章小结  85-87
第4章 结论与展望  87-89
  4.1 结论  87-88
  4.2 展望  88-89
参考文献  89-95
致谢  95-96
攻读硕士学位期间发表的论文  96

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 非金属复合材料
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