石墨烯-磁性粒子-聚苯胺復(fù)合材料的制備及吸波性能研究.pdf

1、隨著軍事和民用領(lǐng)域?qū)﹄姶牌帘我蟮娜找嫣岣?，高性能吸波材料的研究已?jīng)成為熱點。利用各組元的吸波特點，將石墨烯、磁性顆粒和聚苯胺進行復(fù)合，不僅能改善磁性顆粒難分散、易團聚的問題，而且能顯著提高材料的吸波性能。通過不同的方法制備了三種磁性顆粒、聚苯胺與石墨烯的三元復(fù)合材料，采用X射線衍射儀、傅里葉變換紅外光譜儀、場發(fā)射掃描電鏡、高分辨率透射電子顯微鏡、激光拉曼光譜儀、振動樣品磁強計以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對樣品的形貌、結(jié)構(gòu)和性能進行了表征，并詳細

2、討論了吸波性能及吸波機理。此外，還研究了三元復(fù)合材料的復(fù)合機制，以及復(fù)合材料中阻抗匹配對吸波性能的影響。具體內(nèi)容如下:
　　(1)采用溶劑熱-原位聚合法制備了石墨烯/空心四氧化三鐵/聚苯胺（R-GO/H-Fe3O4/PANI）三元納米復(fù)合材料。原位生長的在石墨烯片層上的H-Fe3O4粒徑約為250-400 nm，PANI作為包覆層，包覆在石墨烯/空心四氧化三鐵二元復(fù)合材料(R-GO/H-Fe3O4)表面。R-GO/H-Fe3O4/

3、PANI納米復(fù)合材料為順磁體。當R-GO摻量為25 wt.％時，R-GO/H-Fe3O4/PANI的磁損耗值為0.2-0.3，介電損耗值為0.9-1.5，表現(xiàn)出了良好的電磁損耗匹配特性，吸波性能最佳:匹配厚度為1.0 mm時，在14.69 GHz處出現(xiàn)最小反射率損耗，其值為-29.51 dB，小于-10dB的頻寬為4.23 GHz。
　　(2)采用高能球磨法制備片狀羰基鐵粉(F-CIP);采用綠色化學法制備石墨烯/片狀羰基鐵粉（R

4、-GO/F-CIP）二元復(fù)合材料;采用原位聚合法制備石墨烯/片狀羰基鐵粉/聚苯胺三元復(fù)合材料(R-GO/F-CIP/PANI)。R-GO/F-CIP/PANI復(fù)合材料為核-殼結(jié)構(gòu)，三元復(fù)合材料呈現(xiàn)順磁性特性，F(xiàn)-CIP特殊形貌提高了復(fù)合材料的飽和磁場強度。受R-GO趨膚效應(yīng)的影響，三元復(fù)合材料的復(fù)介電常數(shù)隨R-GO摻量的增加先增大后減小，當R-GO摻量為10 wt.％時，吸波性能最佳:匹配厚度為2.0 mm時，在11.80 GHz處出現(xiàn)

5、最小反射率損耗，其值為-38.80 dB。
　　(3)采用共沉淀法制備M型六角鍶鐵氧體(SM);采用自組裝法制備了石墨烯/鍶鐵氧體納米復(fù)合材料(R-GO/SM);采用原位聚合法，以苯胺為原料，制備石墨烯/鍶鐵氧體/聚苯胺三元納米復(fù)合材料（R-GO/SM/PANI）。均勻分散在R-GO片層上的SM顆粒粒徑約為50-100 nm，PANI包覆在R-GO/SM表面。隨R-GO摻量的增加，鐵磁性的R-GO/SM/PANI逐漸表現(xiàn)出順磁體的