PANI-鐵氧體復(fù)合型微波吸收材料的制備及吸波性能研究.pdf

1、微波吸波材料是軍事、信息和環(huán)?？茖W(xué)領(lǐng)域的重要研究課題，目前國內(nèi)外對新型導(dǎo)電高分子/鐵氧體復(fù)合吸波材料研究十分關(guān)注。能夠?qū)⒔殡姄p耗和磁損耗有機(jī)結(jié)合起來的導(dǎo)電聚苯胺/鐵氧體納米復(fù)合顆粒作為新型微波吸波材料具有廣闊的應(yīng)用前景。導(dǎo)電聚苯胺(PANI)作為一種典型的電阻型吸波材料因原料易得、結(jié)構(gòu)多樣、摻雜機(jī)制獨(dú)特、具有較高的電導(dǎo)率，加之其加工可能性和環(huán)境穩(wěn)定性，到目前為止己成為最受關(guān)注的導(dǎo)電高分子品種之一。 本論文首次采用化學(xué)氧化物法制備

2、了鹽酸摻雜聚苯胺包覆鍶鐵氧體、鋰鋅鐵氧體、鈷鋅鐵氧體等系列樣品，并采用羰基鐵粉、碳纖維等對復(fù)合吸波劑進(jìn)行摻雜。樣品性能表征采用X射線衍射儀(XRD)、傅立葉紅外衍射分析儀、透射電鏡(TEM)、網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀等測試手段，系統(tǒng)而深入地研究了樣品結(jié)構(gòu)、表面形貌、吸波性能、摻雜及復(fù)合層厚度的因素對吸波性能的影響。得到以下主要結(jié)論： 1、成功制備出具有核．殼結(jié)構(gòu)的PANI/鍶鐵氧體納米復(fù)合微粒。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，復(fù)合微粒中的PANI與SrFe<,

3、12>O<,19>和Li<,0.45>Zn<,0.1>Fe<,2.45>O<,4>之間存在著化學(xué)鍵合作用，其吸波性能與被包覆鐵氧體含量有很大關(guān)系，當(dāng)鐵氧體質(zhì)量百分含量15wt％時的吸波性能最佳。 2、系統(tǒng)地比較了PANI包覆鍶鐵氧體、鋰鋅鐵氧體和鈷鋅鐵氧體等系列的吸波特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PANI/Li<,0.45>Zn<,0.1>Fe<,2.45>O<,4>復(fù)合微粒吸波性能最好，其-8dB帶寬達(dá)5GHz，最大損耗為26.1dB，且最

4、小面密度為0.28g·cm<'-2>；我們還首次將PANI同時包覆兩種鐵氧體，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量百分比為1:1時吸波性能較好，其吸波性能比包覆單一鐵氧體的吸波性能更好，主峰峰位有向低頻移動的趨勢，并發(fā)現(xiàn)該類復(fù)合吸波材料的最佳匹配厚度為1.8mm，具有明顯的實(shí)際應(yīng)用價值。 3、采用羰基鐵進(jìn)一步摻雜的系列復(fù)合吸波劑均有效的增加了樣品的-8dB帶寬，最寬達(dá)到8.8GHz，也具有明顯的實(shí)際應(yīng)用價值；采用碳纖維和石墨片摻雜PANI/鐵氧體

5、復(fù)合吸波劑，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含量為0.04％普通碳纖維以特殊的方式排布時有利于降低樣品的密度。同時，可以通過碳纖維的排布方式調(diào)整吸收體的電磁參數(shù)，對吸收劑的阻抗匹配設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義，也為開展碳纖維和石墨片摻雜PANI/鐵氧體復(fù)合吸波劑的實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用和機(jī)理研究提供了有價值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論。我們所制備的新型導(dǎo)電聚苯胺/鐵氧體納米復(fù)合微波吸波劑具有優(yōu)異的吸波性能，其最佳-8dB帶寬達(dá)8.8GHz，匹配厚度為1.8mm，最小面密度為0.28g·cm<'