不同形貌微纳米材料的制备及其电磁性能的研究

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1、万方数据摘要摘要微纳米材料结构独特、物理化学性能优异且应用前景广阔，已成为科研工作者们研究的热点。迄今为止，已研究开发出若干微纳米材料成熟的合成工艺，并制备出具有特殊物理化学性能的微纳米材料。在这些材料中，除成分外，形貌仍属影响其性能的主要因素。本文研究工作主要集中在两个方面：第一，通过水热合成法,并立足于工艺简单、绿色环保的基础上制备出空心球形的四氧化三钴(Co3O4),并探索研究其静态磁性和光致发光性能；第二，采用熔盐法合成出β型碳化硅(β-SiC)纳米晶须，并系统、深入地研究其吸波性能。具体研究内容如下：(1)

2、以葡萄糖(C6H12O6)为碳源、六水硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)为钴源，采用水热法一步合成出球形钴氧化物(C@Co3O4)，后经550ºC空气中焙烧去除碳核，获得了形貌一致的Co3O4空心球；以氯化钠-氟化钠(NaCl-NaF)二元混合盐为中间媒介、硅粉(Si)及多壁碳纳米管(MWCNT)分别为硅源和碳源，采用熔盐法(1250ºC保持6h)，获得了竹节状的β-SiC纳米晶须。(2)利用XRD、SEM、TEM、XPS和拉曼谱等表征手段，系统分析了合成产物的微观形貌和晶体结构。结果表明：空心结构的Co3O4是由

3、大量无数微小粒子组成，且其产物覆盖率高达75%；而直径介于150~250nm范围的β-SiC纳米晶须则呈竹节状，且每一竹节包含大量的缺陷，如孪晶、层错等。(3)分别利用超导量子干涉仪和F-320型荧光光谱仪对Co3O4在室温下的静态磁性和光致发光性进行研究。结果发现，Co3O4空心微纳米球具有弱铁磁性和良好的光致发光行为。(4)采用同轴传输线法并利用美国惠普8720B型矢量网络分析仪测试β-SiC与石蜡复合样品在2-14GHz范围内的电磁参数。根据所测电磁参数，计算样品在2-14GHz范围内的介电损耗因子(tanδε

4、)和反射损耗值(RL)。结果表明：β-SiC纳米晶须的电磁参数变化较明显，其tanδε平均值约为0.6，这高于其他文献的相应报道。特别地，当β-SiC质量分数为30%、匹配厚度为1.9mm时，β-SiC纳米晶须的RL值最小(-48.13dB)。可见，β-SiC纳米晶须有望成为质量轻、厚度薄的吸波材料。I万方数据西北工业大学硕士学位论文关键词：空心Co3O4;竹节状β-SiC;磁性;光致发光;吸波性能II万方数据AbstractAbstractWithitsuniquestructure,excellentphysic

5、al-chemicalpropertiesandwideapplicationprospects,amaterialformicro/nanomaterials,hasbecomeoneofthefocusfortheresearchanddevelopmentinmicro/nanosciencefields.Uptonow,manydifferentkindsofmethodshavebeendevelopedforpreparationofmicro/nanomaterials,whichhavespecial

6、physical-chemicalproperties.Differentmorphologiesofmicro/nanomaterials,theirperformanceswillvary.Researchworkforthispapermainlyfocusesonthefollowingtwoaspects:ontheonehand,thispaperfocusesonthehydrothermalmethodforfunctionalhollowspheresmaterials-cobaltoxide(Co

7、3O4)hollowspheres,inordertoofferasimpleandgreensyntheticmethodstomeetthedifferentperformancerequirements,andmakeaexploratoryresearchforastaticmagneticandphotoluminescenceaspectsoftheas-preparedCo3O4hollowspheres;ontheotherhand,thepapersynthesizedfibrousβ-typesi

8、liconcarbide(β-SiC)nanowhiskersutilizingmolten-saltmethod,aimingatprovidealow-costsyntheticmethodstomeettheneedsofindustryandnationaldefense,andalsocarriedoutadetailedstudyf