碳纳米管水泥基复合材料吸波性能研究

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1、硕士学位论文碳纳米管水泥基复合材料吸波性能研究StudyontheElectromagneticWaveAbsorbingPropertiesofMulti-walledCarbonNanotube／CementComposites学号：21006007完成日期：呈Q!兰生墨旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与

2、我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：碰邀鬟坐烂勉趔越堂!丝鱼磷垫作者签名：鲤左望日期：鲨乜年_LA上日大连理工大学硕士学位论文摘要碳纳米管材料是一种具有大长径比，高比表面积和良好电导率的纳米材料，能够满足吸波材料厚度薄、密度低、频段宽和吸收强等要求，是电磁干扰防护领域研究的热点之一。本文首先对碳纳米材料水泥基复合材料的制备工艺进行了研究，分析讨论了干式机械搅拌法和硅灰对多壁碳纳米管和纳米碳纤维在水泥材料中的分散作用。通过表面活性剂超声处理方法制取碳纳米管悬浮液，制各了多壁碳纳米管水泥基复合材料，并对

3、其在2-8Ghz和8～18GHz频率范围内的电磁吸波性能进行了研究，分析讨论了多壁碳纳米管掺量和试样厚度对试样吸波性能的影响。并且选择多壁碳纳米管掺量为0．6％，研究了其分别复合铁氧体和二氧化锰吸波剂对水泥基复合材料吸波性能的影响。制备了以多壁碳纳米管为吸波剂的水泥基橡胶粉复合材料，对橡胶颗粒的微波损耗特性和多壁碳纳米管／橡胶粉水泥复合试样的吸波性能进行了研究。研究成果主要有：(1)干式机械搅拌法对碳纳米材料在水泥材料中的分散效果有限，难以使碳纳米材料发挥出其优异的力学增强作用，反而会导致试样强度的下降。硅灰能够促进碳纳米材料在水泥材料中的均匀分散，二者复合掺入水泥材料能够有效提高试样的力

4、学强度。(2)多壁碳纳米管可以极大提高水泥基复合材料的电磁吸波性能。在2-8GHz范围内，多壁碳纳米管掺量为O．6％的水泥砂浆试样能够显著吸收反射率峰值附近区域的电磁波。在8—18GHz范围内，多壁碳纳米管掺量为0．9％的水泥砂浆试样低于-lOdB的频率带宽达到7．1GHz。多壁碳纳米管掺量为0．6％，试样厚度为35mm的水泥砂浆试样，在8-18GHz范围内的反射率值在一8dB和一lOdB之间稳定变化，表现出良好的宽频吸波性能。相对于单独掺入0．6％多壁碳纳米管的水泥基吸波材料，多壁碳纳米管／铁氧体水泥基复合材料反射率峰值明显降低，但反射率变化幅度也明显变大；多壁碳纳米管／二氧化锰复合吸波

5、剂对水泥基复合材料吸波性能的增强效果明显，当二氧化锰掺量为10％时，多壁碳纳米管／二氧化锰水泥基复合材料的吸波性能在12-18GHz频率范围内有较明显的提高，其反射率在18GHz达到最低值一11．2dB，低于一lOdB的频宽在8—18GHz范围内达到4．OGHz。(3)多壁碳纳米管和橡胶粉的掺入能够提高水泥基材料的吸波性能并拓宽其吸波频段。当多壁碳纳米管掺量为0．9％，橡胶粉掺量为8％时，试样在2-8GHz频率范围内的反射率峰值明显降低，并且峰值数量得到增加。当多壁碳纳米管掺量为0．6％，橡胶粉掺量为8％时，水泥基复合材料最小反射率值为一13．6dB且低于-lOdB的频宽达到4．7GHz，

6、吸波性能优于单掺多壁碳纳米管或单掺橡胶粉的水泥基复合材料。关键词：多壁碳纳米管；分散性；水泥基复合材料；吸波性能；反射率碳纳米管水泥基复合材料吸波性能研究StudyontheElectromagneticWaveAbsorbingPropertiesofMulti—walledCarbonNanotube／CementCompositesAbstractCarbonnanotubes(CNTs)areanano-scalematerialwhichhashighaspectratio，largespecificsurfaceareaandsuperiorelectricconductivi

7、ty，andtheyhavebecomeoneofthehotspotsintheresearchfieldsofelectromagneticinterference(EMI)preventionformeetingtherequirementofthinthickness，lowdensity，broadbandwidthandstrongabsorption．Thepreparationtechnologyofca