硫化鈷基復(fù)合納米材料的制備及微波吸收性能研究.pdf

1、電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，在給人類帶來巨大物質(zhì)文明的同時(shí)，也把人類帶進(jìn)了一個(gè)充斥電磁輻射的生活環(huán)境。微波吸收材料在減少電磁輻射污染和實(shí)現(xiàn)軍事目標(biāo)隱身領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價(jià)值，因而研發(fā)“薄、輕、寬、強(qiáng)”的新型微波吸收材料成為當(dāng)今社會研究的熱點(diǎn)。為此，本文制備了硫化鈷及其復(fù)合納米材料為主體的優(yōu)質(zhì)微波吸收材料，獲得了硫化鈷及其復(fù)合納米材料的有效制備方法，并研究了材料的結(jié)構(gòu)特征、電磁參數(shù)及其電磁波吸收性能之間的關(guān)系。
　　本文先采用以乙二醇為溶

2、劑的溶劑熱法制備花形硫化鈷，并通過XRD、Raman、XPS、SEM、TEM與EDS等多種技術(shù)手段表征材料的結(jié)構(gòu)及形貌，進(jìn)而研究表面活性劑CTAB的引入、不同的微波吸收填料量和微波吸收涂層厚度對材料結(jié)構(gòu)、電磁參數(shù)及微波吸收性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)在加入CTAB后，硫化鈷形貌由納米球狀變?yōu)榛ㄐ慰招奈⑶?，介電常?shù)實(shí)部略有上升而介電常數(shù)虛部明顯提升，因而有利于增強(qiáng)材料的介電損耗能力;制得的花形硫化鈷微波吸收性能相比球形硫化鈷顯著提升。對于花形硫化

3、鈷材料，在石蠟中填料量為20wt％，涂層厚度在2.0-5.0mm變化時(shí)，小于-10dB的有效吸收帶寬為13.2GHz(4.8-18.0GHz);特別當(dāng)2.0mm時(shí)，最佳吸收峰值在15.6GHz處可達(dá)-43.6dB，低于-10dB的有效吸收帶寬為4.6GHz(13.2-17.8GHz)。
　　為了進(jìn)一步增強(qiáng)微波吸收性能，本文再采用水和1，2-丙二醇混合液為溶劑的溶劑熱法，制備硫化鈷/石墨烯(CoS/RGO)復(fù)合納米材料，對材料的結(jié)構(gòu)

4、及形貌進(jìn)行表征，進(jìn)而研究GO添加量對CoS/RGO復(fù)合材料的特性電磁參數(shù)與微波吸收性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:GO的引入改變了CoS/RGO復(fù)合材料的阻抗匹配特征，表現(xiàn)為反射率峰值隨GO加入量的增加向低頻有規(guī)律地移動(dòng)。CoS/RGO作為微波吸收材料，填料量為20wt％，涂層厚度在1.5-5.0mm變化時(shí)，有效吸收寬帶可達(dá)13.6GHz(4.4-18.0GHz);特別地，當(dāng)匹配厚度為2.0mm時(shí)，有效吸收帶寬為4.0GHz(12.1-16.

5、1GHz);在4.0mm時(shí)，最佳吸收峰值在6.8GHz處可達(dá)-54.2dB。
　　本文最后采用相似的溶劑熱法制各硫化鈷納米片/多壁碳納米管復(fù)合納米材料(MWCNTs/CoS)，表征材料的結(jié)構(gòu)及形貌，進(jìn)而研究不同復(fù)合形態(tài)對MWCNTs與CoS復(fù)合材料微波吸收性能的影響。VNA測試結(jié)果表明:CoS納米片與MWCNTs復(fù)合組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)相比于CoS微球與MWCNTs的簡單混合形態(tài)(MWCNTs+CoS)，微波吸收性能提升。MWCNTs/