石墨烯基C_C复合材料的制备及其电磁波吸收性能.pdf

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1、硕士学位论文石墨烯基C/C复合材料的制备及其电磁波吸收性能PREPARATIONANDELECTROMAGNETICWAVEABSORBINGPROPERTYOFGRAPHENE-BASEDC/CCOMPOSITE赵红红哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O632.63学校代码：10213国际图书分类号：547密级：公开理学硕士学位论文石墨烯基C/C复合材料的制备及其电磁波吸收性能硕士研究生：赵红红导师：韩喜江申请学位：理学硕士学科：分析化学所在单位：化工与化学学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O632.63

2、U.D.C:547DissertationfortheMasterDegreeinSciencePREPARATIONANDELECTROMAGNETICWAVEABSORBINGPROPERTYOFGRAPHENE-BASEDC/CCOMPOSITECandidate：ZhaoHonghongSupervisor：HanXijiangAcdemicDegreeAppiledfor：MasterofScienceSpecialty：AnalyticalChemistrySchoolofChemistryandAffiliation：ChemicalEngineering

3、DateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要近年来，电磁辐射问题正严重困扰着人们的日常生活和威胁着国家的军事防御体系，电磁波吸收材料因其能够从根本上消除电磁辐射的危害而受到了广泛的关注。在诸多种类的电磁波吸收材料中，石墨烯因其介电参数实部能够表现出频散效应而得到广泛的研究，但是单独的石墨烯材料由于特征阻抗匹配不佳而使其应用受到了限制，因此构建石墨烯基复合材料成为该领域的一个研究热点。针对目前石墨烯基复合吸波材料在其密度及稳

4、定性方面存在的科学问题，碳/石墨烯复合吸波材料的研究被陆续报道。虽然此类复合材料在密度及稳定性方面取得了较好的效果，其性能上也优于各自的母体材料，但在次级碳组分的结构设计方面仍显不足。基于此，本课题拟设计合成出具有一定结构的次级碳组分，并通过调节次级碳组分的粒径来调节复合材料的电磁参数，为轻质高效的电磁波吸收材料的设计提供了新的思路和方向。通过多孔碳微球(PCMs)和还原氧化石墨烯(rGO)之间的界面组装获得了PCMs/rGO复合材料。通过对其电磁参数进行测定，分析了其电磁波吸收性能。结果表明，相比于单独的PCMs及rGO，获得的PCMs/rGO复合材料在2.0-18.

5、0GHz范围内呈现了明显提升的电磁波吸收性能(当吸波体的厚度为1.8mm时，最大反射损耗值在8.6GHz处可达到-58.1dB)，此外，该复合材料的反射损耗特性明显优于已报道的碳/石墨烯复合材料。电磁参数分析表明，复合材料增强的电磁波吸收性能归结于匹配的特征阻抗及界面极化损耗等特性。通过原位热解ZIF-8/GO杂化物获得了碳纳米多面体(CNPs)修饰的还原氧化石墨烯(rGO)复合物(CNPs/rGO)。分析发现，GO的引入能够抑制ZIF-8晶体的生长，高温热解后获得小尺寸的CNPs与rGO进行复合，而CNPs的存在又抑制复合物中rGO纳米片的重堆叠，因此CNPs和rGO

6、纳米片的复合不仅能够引入组分上的协同效应，也引入了充足的界面极化。CNPs/rGO复合材料的电磁参数和电磁波吸收性能可通过GO的含量来调控，优化的CNPs/rGO复合材料展示了强的反射损耗(当吸波体的厚度为2.9mm时，最大反射损耗值在6.2GHz处可达-66.2dB)和宽的有效吸收带宽(RL<-10dB)的频宽可达3.2-18.0GHz)，其性能优于上述获得的PCMs/rGO复合材料。关键词：石墨烯；碳材料；纳米复合材料；微波吸收-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractInrecentyears,theissuearisingfromtheradiatio

7、nofelectromagnetic(EM)wavesisdisturbingthelivesofpeopleandthreateningmilitarydefenseofcountry.MicrowaveabsorbershavebeenwidelystudiedduetotheirefficientattenuationtowardsEMwaves.Amongvariouskindsofmicrowaveabsorbers,graphenehasalsobeenconsideredtobeapracticalabsorberbecau