碳纳米管_钡铁氧体复合材料的制备、表征与电磁参数研究

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1、上海交通大学硕士学位论文碳纳米管/钡铁氧体复合材料的制备、表征与电磁参数研究姓名：李永军申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：刘河洲20081201摘要常数与复磁导率的测定，发现水热合成的BaFe12O19为良好的磁损耗型吸波剂，其介电性能与自由空间的性质类似而复磁导率虚部μ”较大（μ”max=0.5），对微波具有较高的磁损耗，可以用作对多壁碳纳米管进行磁学性能改善的改性体。本文还通过在BaFe12O19的水热合成反应中引入水热氧化MWNTs而成功的合成出了BaFe12O19包覆MWNTs的MWNTs-BaFe12O19纳米复合材料。利用XRD与TEM对其进

2、行了物相与形貌表征，并发现BaFe12O19纳米颗粒对MWNTs有着较好的包覆。利用同轴法对180℃合成的样品进行了复介电常数与复磁导率的测定，并发现其有着较为均衡的复介电常数与复磁导率，阻抗匹配得到了很大改善。与水热氧化MWNTs（ε’max=170，ε“max=130，μ‘max=0.85，μ”max=0.25）相比，BaFe12O19对MWNTs的包覆有效降低了MWNTs的介电性质（ε’max=60-100，ε“max=45-55）并提高了其复磁导率虚部（μ”max=0.4），增加了对电磁波的磁损耗。MWNTs相相对含量的降低有利于降低复合材料的复介电常

3、数数值，增大复磁导率虚部数值。关键词：水热法，碳纳米管，碳纳米管改性，钡铁氧体，复介电常数，复磁导率，复合材料第II页ABSTRACTSynthesis,CharacterizationandtheStudyofElectromagneticParametersofMWNTs-BaFe12O19CompositeABSTRACTInthefieldofmicrowaveabsorbingmaterial,carbonnanotubes(CNTs),asanovelmicrowaveabsorber,havebeenextensivelystudied,whic

4、hshowastrongmicrowaveabsorbingcapabilityinarelativelywideband,duetotheirelectricconductivityandthepropertiesofsurfaceeffect,smallsizeeffect,quantumsizeeffectandmacroscopicquantumtunnelingeffectasonedimensionalnanomaterial.However,thepoorimpedancematchisthebottle-neckofCNTsintheappli

5、cationasmicrowaveabsorber,forithasarelativelylargecomplexpermittivityandpureCNTshasnomagnetism,whichcauseaverystrongreflectionofmicrowaveonthesurfaceofCNTsabsorber.NowalotofstudyhasfocusonhowtoimprovetheimpedancematchofCNTsbymodification.ThispaperisaimtosynthesizeanovelMWNTs-BaFe12O

6、19compositewithMWNTscoatedbyBaFe12O19innanometerscale,inwhichmagneticBaFe12O19withapoorelectricconductivityisutilizedtoimprovetheimpedancematchandfinallystrengthenthemicrowave-absorbingcapabilityofMWNTs,byoptimizingitsmagneticpropertyandelectricconductivity.Firstly,thispaperhasstudi

7、edthehydrothermaloxidizingtreatmenttoMWNTs,fortheoxidationofMWNTsdirectlyaffectsthefollowingcoatingperformance.ThecontentofoxygenelementinhydrothermaloxidizedMWNTsismeasuredbyXPS,whichisfoundtohaveapositivecorrelationwiththereactiontemperature(T),reactiontime(t)andtheconcentrationof

8、mixedacid(c)inthehy