PANI-鐵氧體復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)保科學領域的重要研究課題，目前國內(nèi)外對新型導電高分子/鐵氧體復合吸波材料研究十分關注。能夠將介電損耗和磁損耗有機結合起來的導電聚苯胺/鐵氧體納米復合顆粒作為新型微波吸波材料具有廣闊的應用前景。導電聚苯胺(PANI)作為一種典型的電阻型吸波材料因原料易得、結構多樣、摻雜機制獨特、具有較高的電導率，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注的導電高分子品種之一。 本論文首次采用化學氧化物法制備

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、碳纖維等對復合吸波劑進行摻雜。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)絡矢量分析儀等測試手段，系統(tǒng)而深入地研究了樣品結構、表面形貌、吸波性能、摻雜及復合層厚度的因素對吸波性能的影響。得到以下主要結論： 1、成功制備出具有核．殼結構的PANI/鍶鐵氧體納米復合微粒。實驗發(fā)現(xiàn)，復合微粒中的PANI與SrFe<,

3、12>O<,19>和Li<,0.45>Zn<,0.1>Fe<,2.45>O<,4>之間存在著化學鍵合作用，其吸波性能與被包覆鐵氧體含量有很大關系，當鐵氧體質量百分含量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。實驗發(fā)現(xiàn)，PANI/Li<,0.45>Zn<,0.1>Fe<,2.45>O<,4>復合微粒吸波性能最好，其-8dB帶寬達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，實驗結果發(fā)現(xiàn)，質量百分比為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)該類復合吸波材料的最佳匹配厚度為1.8mm，具有明顯的實際應用價值。 3、采用羰基鐵進一步摻雜的系列復合吸波劑均有效的增加了樣品的-8dB帶寬，最寬達到8.8GHz，也具有明顯的實際應用價值；采用碳纖維和石墨片摻雜PANI/鐵氧體

5、復合吸波劑，實驗發(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計具有指導意義，也為開展碳纖維和石墨片摻雜PANI/鐵氧體復合吸波劑的實驗、應用和機理研究提供了有價值的實驗數(shù)據(jù)和結論。我們所制備的新型導電聚苯胺/鐵氧體納米復合微波吸波劑具有優(yōu)異的吸波性能，其最佳-8dB帶寬達8.8GHz，匹配厚度為1.8mm，最小面密度為0.28g·cm<'