鐵氧體-碳納米管-導(dǎo)電聚合物三元復(fù)合物的制備及其電磁性能研究.pdf

1、隨著人類文明的發(fā)展進(jìn)程，單一材料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了當(dāng)今工程的需求，兼具多種功能的復(fù)合型材料結(jié)合了各種材料的優(yōu)點(diǎn)，克服了單一材料的缺陷，在工程應(yīng)用中具有巨大的優(yōu)勢(shì)。本文針對(duì)導(dǎo)電磁性材料領(lǐng)域，以復(fù)合材料為出發(fā)點(diǎn)，將無(wú)機(jī)磁性材料與有機(jī)導(dǎo)電高分子復(fù)合制備出兼具導(dǎo)電性能和磁性能的導(dǎo)電磁性復(fù)合材料，并通過(guò)紅外(FTIR)、X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等表征手段對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌進(jìn)行了表征，通過(guò)四探針電導(dǎo)儀及振動(dòng)

2、樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對(duì)其導(dǎo)電性能、磁性能進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)其合成機(jī)理及磁性機(jī)制進(jìn)行了研究，主要工作和研究結(jié)論如下：
　　(1)本文第二章通過(guò)FTIR、XRD、SEM和TEM測(cè)試結(jié)果表明，F(xiàn)errite-filled MWCNTs和Chitosan-decorated ferrite-filled MWCNTs/polythiophene復(fù)合物已經(jīng)成功地制備。Chitosan-decorated ferrite-filled MWCN

3、Ts/polythiophene復(fù)合物中各組份之間存在著相互作用力，各組份穩(wěn)定的結(jié)合在一起。VSM測(cè)試表明Chitosan-decorated ferrite-filled MWCNTs/polythiophene復(fù)合物具有明顯的磁滯回線行為，飽和磁化強(qiáng)度(Ms)為0.18emu/g，矯頑力(Hc)為312.5Oe。電導(dǎo)率通過(guò)四探針測(cè)試儀測(cè)定，電導(dǎo)率為1.613S/cm。
　　(2)本文第三章XRD和FTIR結(jié)果表明BaFe12O

4、19/MCNTs/P(3MT)復(fù)合物中各組份之間存在相互作用力。從SEM和TEM照片觀察到MCNTs吸附在BaFe12O19表面，同時(shí)BaFe12O19/MCNTs復(fù)合粉體被聚3-甲基噻吩(P(3MT))包覆。電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果說(shuō)明聚3-甲基噻吩(P(3MT))和MCNTs對(duì)復(fù)合物的導(dǎo)電性能具有調(diào)節(jié)作用。復(fù)合物的磁性參數(shù)如飽和磁化強(qiáng)度(Ms)和剩余磁化強(qiáng)度(Mr)取決于 BaFe12O19/MCNTs/P(3MT)復(fù)合物中鋇鐵氧體(BaFe

5、12O19)組份的含量。當(dāng)BaFe12O19/MCNTs/P(3MT)復(fù)合物中BaFe12O19與MCNTs的質(zhì)量比為0.4，且BaFe12O19/MCNTs復(fù)合粉體與P(3MT)質(zhì)量比為0.15時(shí)，BaFe12O19/MCNTs/P(3MT)復(fù)合物具有最佳的電導(dǎo)率和較強(qiáng)的磁滯損耗性能。
　　(3)本文第四章FTIR和XRD圖譜說(shuō)明Mn0.6Zn0.4Fe2O4-CNTs/PANI復(fù)合物中，錳鋅鐵氧體(Mn0.6Zn0.4Fe2O

6、4)、碳納米管(CNTs)和聚苯胺(PANI)三組份之間存在相互作用。通過(guò)SEM和TEM照片，發(fā)現(xiàn)Mn0.6Zn0.4Fe2O4-CNTs/PANI復(fù)合物中，錳鋅鐵氧體(Mn0.6Zn0.4Fe2O4)形成在碳納米管(CNTs)表面，并且聚苯胺(PANI)包覆層包裹在碳納米管(CNTs)和錳鋅鐵氧體(Mn0.6Zn0.4Fe2O4)的表面。電導(dǎo)率測(cè)試表明Mn0.6Zn0.4Fe2O4-CNTs/PANI復(fù)合物具有半導(dǎo)體性能。磁滯回線測(cè)試

7、表明Mn0.6Zn0.4Fe2O4-CNTs/PANI復(fù)合物具有清晰的磁滯行為。當(dāng)m(Mn0.6Zn0.4Fe2O4-CNTs)/m(An)的比值為0.15時(shí)，Mn0.6Zn0.4Fe2O4-CNTs/PANI復(fù)合物具有最佳的磁性參數(shù)和磁滯損耗性能。
　　(4)本文第五章FTIR和XRD譜圖證明復(fù)合物中Graphene-CNT、CoFe2O4和polyaniline三者組份之間存在相互作用力。SEM和TEM照片清晰的顯示了復(fù)合物具

8、有樹枝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。復(fù)合物中，CoFe2O4顆粒吸附在Graphene-CNT樹枝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上。聚苯胺(polyanilian)包覆在Graphene-CNT框架和CoFe2O4表面。VSM測(cè)試結(jié)果表明復(fù)合物存在明顯的磁滯回線行為。電導(dǎo)率測(cè)試說(shuō)明了復(fù)合物具有半導(dǎo)體行為。當(dāng)Graphene-CNT/CoFe2O4復(fù)合粉體與苯胺(aniline)比值為1:3，Graphene-CNT/CoFe2O4/polyaniline復(fù)合物的飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到