pani铁氧体复合型微波吸收材料的制备及吸波性能研究

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1、摘要微波吸波材料是军事、信息和环保科学领域的重要研究课题，目前国内外对新型导电高分子／铁氧体复合吸波材料研究十分关注。能够将介电损耗和磁损耗有机结合起来的导电聚苯胺／铁氧体纳米复合颗粒作为新型微波吸波材料具有广阔的应用前景。导电聚苯胺(PANI)作为一种典型的电阻型吸波材料因原料易得、结构多样、掺杂机制独特、具有较高的电导率，加之其加工可能性和环境稳定性，到目前为止己成为最受关注的导电高分子品种之一。本论文首次采用化学氧化物法制备了盐酸掺杂聚苯胺包覆锶铁氧体、锂锌铁氧体、钴锌铁氧体等系列样品，并采用羰基铁粉、碳纤维等对复合吸波剂进行掺杂。样品性能表征采用x射线衍射仪

2、(XRD)、傅立叶红外衍射分析仪、透射电镜(TEM)、网络矢量分析仪等测试手段，系统而深入地研究了样品结构、表面形貌、吸波性能、掺杂及复合层厚度的因素对吸波性能的影响。得到以下主要结论：1、成功制备出具有核．壳结构的PANI／锶铁氧体纳米复合微粒。实验发现，复合微粒中的PANI与SrFel2019和‰45ZnolF024504之间存在着化学键合作用，其吸波性能与被包覆铁氧体含量有很大关系，当铁氧体质量百分含量15wt％时的吸波性能最佳。2、系统地比较了PANI包覆锶铁氧体、锂锌铁氧体和钴锌铁氧体等系列的吸波特性。实验发现，PANI／Lio．4sZnolFez朋04复

3、合微粒吸波性能最好，其一8dB带宽达5GHz，最大损耗为26．1dB，且最小面密度为0．289．锄之；我们还首次将PANI同时包覆两种铁氧体，实验结果发现，质量百分比为1：1时吸波性能较好，其吸波性能比包覆单一铁氧体的吸波性能更好，主峰峰位有向低频移动的趋势，并发现该类复合吸波材料的最佳匹配厚度为1．8ram，具有明显的实际应用价值。3、采用羰基铁进一步掺杂的系列复合吸波剂均有效的增加了样品的．8dB带宽，最宽达到8．8GHz，也具有明显的实际应用价值；采用碳纤维和石墨片掺杂PANF铁氧体复合吸波剂，实验发现，含量为0．04％普通碳纤维以特殊的方式排布时有利于降低样

4、品的密度。同时，可以通过碳纤维的排布方式调整吸收体的电磁参数，对吸收剂的阻抗匹配设计具有指导意义，也为开展碳纤维和石墨片掺杂PANI／铁氧体复合吸波剂的实验、应用和机理研究提供了有价值的实验数据和结摘要论。我们所制备的新型导电聚苯胺／铁氧体纳米复合微波吸波剂具有优异的吸波性能，其最佳．8dB带宽达8．8GHz，匹配厚度为1．8ram，最小面密度为0．289．cm之。通过进一步的掺杂，优化了吸波剂的吸收性能，在(2．18)GHz雷达波段，获得了吸收性能符合实际使用要求的高性能优质复合微波吸波剂。本课题的研究也为进一步开展PANI／铁氧体复合吸波剂的实验、应用和机理研究

5、提供了有价值的实验数据和结论。关键词：吸波剂；聚苯胺／铁氧体复合；核一壳结构；聚合；掺杂；损耗机理；吸收率；匹配厚度ⅡABSTRACTThestudyofmicrowaveabsorbingmaterialsapplyingtOmilitarystealthinformationandenvironmentprotectionisanimportantitem．Theconductingpolyaniline／ferritenano—compositespossessbothdielectriclossesandmagneticlosses，SOtheyhavego

6、odapplicationprospectinradarabsorbingmaterial．Conductingpolymersasakindoftypicalresistanceabsorbingproperties，havebecometheheatresearchinthisordcT,becausePANIisasortofrawmaterialseasilygetting,diversestructure,specialblendingmechanism，andexcellentconductivityrate，processingpossibilitya

7、ndenvioronmentstability,SOfarithasbecameoneofthehostconductingpolymers．Inthisthesis,PANFLio45Zn01F02．4s04、PANFC007Zno．3Fe204、PANI／SrFel2019SCl'iescompositesaresynthesizedbyChemicalOxidationmethodfortheveryfirsttime,andthanadoptCIP，carbonfibertoblendit．Thestructures，microwaveabsorbing