Co_rGO复合材料的制备与密堆组装及电磁性能研究

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1、硕士学位论文Co/rGO复合材料的制备与密堆组装及电磁性能研究PREPARATIONANDELECTROMAGNETICPROPERTIESOFCo/rGOMATERIALSANDITSCLOSE-PACKEDSTRUCTURE孙宇梦哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TB34学校代码：10213国际图书分类号：537密级：公开工学硕士学位论文Co/rGO复合材料的制备与密堆组装及电磁性能研究硕士研究生：孙宇梦导师：甄良教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:TB34U.D.C:537DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDELECTROMAGNETICPROPERTIESOFCo/rGOCOMPOSITEMATERIALSANDITSCLOSE-PACKEDSTRUCTURECandidate：SunYumengSupervisor：Prof.ZhenLiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScience

3、SchoolofMaterialsScienceandAffiliation：EngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要石墨烯超高的电导率意味着它具有较高的介电常数，其内部存在的缺陷、边缘、残余含氧官能团等可产生多种极化弛豫，有利于对电磁波的削减和损耗。但是优秀的电磁波吸收性能要求满足阻抗匹配，单一石墨烯没有磁损耗，磁导率很低，本实验通过调控不同的工艺参数都不能对其磁导率产生

4、有效改变，石墨烯本身较高的介电常数会使得它与很低的磁导率发生严重的不匹配，这导致大部分电磁波在入射到材料表面时不能进入材料内部，而是被反射掉。考虑到铁磁金属因为具有较高的饱和磁化强度，故在高频范围内仍具备较高的磁导率水平和磁损耗。纳米尺寸的铁磁颗粒还存在界面效应，能改善材料的吸波特性。另外，铁磁金属的反射损耗一般在低频区，而石墨烯的反射损耗通常位于高频区，故这两种材料的复合还有利于拓宽复合材料的吸收频带。基于此，采用GO和草酸钴作为原料制备了Co/rGO复合材料，集合了石墨烯与铁磁颗粒的优异特性，具备良好的吸收性能。不同的前驱体制备工艺和煅烧工艺

5、会影响Co纳米颗粒的尺寸和分布状态。通过调控工艺参数得到，160℃下液相合成1.5h得到Co-乙二醇螯合物的前驱体，并在600℃下氢气氛围煅烧2h得到的Co/rGO复合材料具有较适宜的形貌特征，对应较优异的电磁性能，最大吸收为-59.8dB（匹配厚度为2.81mm），有效吸收带宽为11.97GHz。石墨烯基复合吸波材料还有一大缺点就是填充率低，为了提高分散性从而提高填充率，利用KH550硅烷偶联剂对其进行有机硅烷官能化处理，红外光谱中观测到了归属硅氧键的伸缩振动峰，说明成功引入了KH550基团完成了改性。通过调控KH550的水解工艺，可以得到高电

6、磁参数的密堆结构样品，Co的体积分数约为3%左右。水解时间逐渐延长，KH550-Co/rGO的饱和磁化强度、矫顽力和电磁参数都随之改变，其中6h水解过程得到的产物组装成密堆结构后磁导率实部在1.25~2.25之间，磁导率虚部在0.25~0.75间变化，整体较高。关键词：石墨烯；钴；KH550；密堆结构；电磁性能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThehighconductivityofgraphenemeansthatithasahighpermittivity,anditsinternaldefects,edges,resid

7、ualoxygen-containingfunctionalgroups,etc.canproduceavarietyofpolarizationrelaxation,whichisbeneficialtothereductionandlossofelectromagneticwaves.However,excellentelectromagneticwaveabsorptionperformanceisrequiredtosatisfyimpedancematching,singlegraphenehasnomagneticloss,andma

8、gneticpermeabilityisverylow.Thisexperimentcannoteffectivelychangethe