论文部分内容阅读
近年来,一维纳米材料和二维石墨烯凭借自身独特的结构和性能在电磁波吸收和屏蔽领域受到了越来越多的关注,但是单一的材料阻抗匹配性较差,因此需要引入不同的组份来构建复合材料,充分发挥复合材料具有的多组分、多层次的耦合和协同效应来达到新型吸波材料和电磁屏蔽材料的要求。本文通过选择不同的前驱体采用静电纺丝法制备得到前驱体纳米纤维后对其进行热处理得到了两种具有优异吸波性能的复合型纳米纤维,并分别将其与氧化石墨烯混合后经过还原制备得到具有优异电磁屏蔽性能的纳米纤维-石墨烯复合膜,具体研究内容如下:1.采用静电纺丝结合高温碳化方法制备了 Fe-Ni/C纳米复合纤维,探讨了电纺丝参数和碳化温度的改变对纳米纤维形貌结构和化学组成的影响,研究了碳化温度对Fe-Ni/C纳米复合纤维的吸波性能的影响。实验结果表明,800℃下制备得到的Fe-Ni/C纳米复合纤维的吸波性能最佳,当它的厚度为2.75mm时,能够取得最大的有效吸收带宽为9GHz(9-18 GHz),有望用于制备重量轻、吸收频带宽的新型吸波材料。2.通过静电纺丝和锻烧处理制备了碳化硅(SiC)纳米纤维,并采用多种表征方法研究了电纺丝参数和锻烧条件对纳米纤维形貌结构和化学组成的影响,还分析探讨了它的吸波性能和吸波机理。结果表明,所制得的SiC纳米纤维厚度为1.6 mm时,在15.8 GHz处能够达到的最小反射损耗RLmin为-40dB,展现出对电磁波优异的吸收能力。3.通过滴涂成膜法制备了不同配比的Fe-Ni/C纳米纤维-氧化石墨烯(GO)复合膜和SiC纳米纤维-氧化石墨烯(GO)复合膜,并将其还原得到相应的纳米纤维-石墨烯(rGO)复合膜,采用多种表征手段研究了它们的形貌组成和还原程度,此外还研究了纳米纤维的含量对复合膜电导率和电磁屏蔽性能的影响,结果表明,当纳米纤维的质量分数为3wt%时,复合膜的电磁屏蔽性能最优,其中Fe-Ni/C纳米纤维-石墨烯(rGO)复合膜的比电磁屏蔽效能可达2077dB·mm-1,SiC纳米纤维-石墨烯(rGO)复合膜的比电磁屏蔽效能可达1769 dB·mm-1,皆是制备超轻超薄电磁屏蔽的理想材料。