碳纳米管、纳米碳化硅复合材料的制备及吸波性能研究

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本文分别以纳米碳化硅和碳纳米管为芯材,利用化学沉积方法对其表面进行金属化改性,在碳纳米管和纳米碳化硅的表面均匀包覆Ni-Co-P、Ni-Fe-P合金层,成功地制备出新型轻质微波吸收剂。采用X射线衍射仪对样品的进行相组成分析,扫描电子显微镜观察样品的表面形态,透射电子显微镜观察样品的组织形貌,MPMSXL5磁性测量仪测量磁滞回线,能谱仪分析样品的元素组成和含量。以制备的CNTS和纳米SiC复合粉体作为吸收剂,选用高分子聚合物环氧树脂作为成膜树脂,同时加入适当的溶剂、固化剂和助剂制备出纳米复合微波吸收涂料,并将涂料涂刷于塑料薄板上制备出涂层样品,测试了各纳米复合涂层样品在8~18GHz范围内的微波反射率与频率之间的R-F关系曲线,来定量表征各个涂层样品的微波吸收性能。 研究表明:采用SnCl2和PdCl2进行敏化.活化的表面预处理,保持较低的沉积速率是获得连续包覆层的关键。化学镀液的成分、温度和pH值都会影响沉积速度及镀层质量。镀层连续、均匀、包覆完整,镀层呈非晶态,450℃氢气保护气氛下热处理后分别出现结晶相是Ni3P和六方晶系的a-Co单质。 碳纳米管复合粉体和纳米碳化硅颗粒的饱和磁化强度、矫顽力与镀层的成分有着密切的关系。Ni-Co-P/CNTS的饱和磁化强度最大为5551.1A﹡m-1,矫顽力最大为123.9A﹡m-1:Ni-Co-P/SiC的饱和磁化强度最大值为36330A*m-1;矫顽力最大值为56358.4A﹡m-1:Ni-Fe-P/CNTS最大值为4662.6 A﹡m-1。热处理会使试样的饱和磁化强度及矫顽力增大。 以Ni-Co-P/CNTS、Ni-Fe-P/CNT和Ni-Co-P/SiC作为微波吸收剂的纳米复合微波吸收涂层具有较好的微波吸收性能,最高可达19.47dB。改变镀层成分可以调节涂层的吸收峰及吸收频率。通过减小吸收剂粒度、提高吸收剂含量和均匀分散性、调整涂刷层数以控制最佳涂层厚度以及选择适当的树脂和溶剂以及加入量可以提高涂层微波反射率。
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