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吸波材料的需求日益强大,而传统吸波材料存在频带窄、密度大缺点,新型吸波材料要求“薄,轻,宽,强”,复合吸波材料能满足上述要求。碳纳米管具有吸波频带宽、可控、兼容性好、质量轻和厚度薄等优点而成为一种良好的吸波剂,同时其特殊的结构和优异的力学、电学、热学性能又为它与其它吸波材料的复合提供了可能。 在上述背景下,本论文研制了磁性金属、锌钴尖晶石铁氧体、导电高聚物修饰的碳纳米管复合材料,重点考察复合材料在0~6GHz频段的吸波性能。 (1)用原位低温静置法制备了PANI/CNTs,通过物相及拉曼光谱分析,成功地将聚苯胺包覆在碳纳米管表面。 (2)探索碳管含量、掺杂酸种类和单体浓度对复合材料特定形貌制备工艺的影响,碳管含量为15%时样品包覆的最好,掺杂酸为对氨基苯磺酸时样品出现明显的针状形貌,且长径比随着苯胺单体浓度的降低而增加。 (3)研究碳管含量和掺杂酸种类对PANI/CNTs热稳定性的影响,得出碳纳米管和掺杂酸都可以改善聚苯胺的热稳定性,而且掺杂酸的影响更大,10%CNTs,对氨基苯磺酸掺杂的复合物热稳定性最好。 (4)考察镍钴比例、活化方法、温度、pH值对化学镀镍钴的影响,通过SEM图谱、实验直观分析、吸波性能的分析,确定化学镀最佳工艺条件:银活化碳纳米管,pH=9,Ni:Co=1:4时,pH=9.5,施镀温度为80℃,采用混酸直接加热处理的碳管,nNi:nCo=4:1。 (5)在0~6GHz,对化学镀碳管及其与聚吡咯的复合物的吸波性能进行分析,Ni8Co2/CNTs的样具有最大回损,R=-15.6db,R﹤-5db时单独镀镍样具有较大带宽,1.8GHz,达到了宽频吸收;Ni8Co2/CNTs/PPy的样具有最大吸收,R=-19.9db,聚吡咯的加入提高了化学镀碳管的吸收强度。 (6)探究锌钴比例和碳管含量对ZnxCo1-xFe2O4/CNTs复合材料磁性能的影响,表明饱和磁化强度随着锌含量的增加先增加后减小,矫顽力随着钴含量的增加而增加,当x=0.5时,饱和磁化强度最大,ss=38.86 emu/g,x=0.2时,矫顽力最大,539.66Oe;增加碳管含量,样品的饱和磁化强度和矫顽力分别减小和增大。 (7)在0~6GHz区,考察锌钴比例和碳管含量对ZnxCo1-xFe2O4/CNTs吸波性能的影响,结果表明:x=0.5时有最大吸收,峰值R=-32.40 dB,R﹤-5db的频宽为2GHz多,R﹤-10 dB的带宽为1GHz,20%CNTs时,峰值降为R=-10 dB。