钴铁氧体/碳纳米纤维复合材料的制备及其吸波性能分析开题报告

 2022-01-09 18:30:44

全文总字数:5262字

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着电子信息技术的发展,电子产品在工业、经济、文化和日常生活中得到了广泛的应用。然而,由于现代电子设备在ghz频段的快速发展和广泛应用,我们已经陷入了电磁干扰(emi)的问题中。它极大地干扰了人们的日常生活,扰乱了商业和工业设备。为了解决电磁干扰问题,开发一种能够耗散尖锐的电磁能量并将其转化为热能的吸收材料被认为是一种有效的解决方案。众所周知,一种优秀的电磁波吸收材料应该是轻质的,同时表现出高的吸收强度、宽的吸收带、低的涂层厚度和高的耐热性。近年来,磁性合金纳米粒子,包括铁、钴、镍及其合金,由于其优异的磁性和与其他类型电磁波吸收材料相比的饱和磁化强度,在电磁波衰减领域引起了广泛的关注[1,2,3]

要得到好的吸收材料,必须满足两个条件。首先是固有阻抗的匹配条件。好的微波吸收材料应具有重量轻、厚度薄、吸收能力强、吸收带宽大等特点。钴锌铁氧体属于磁性陶瓷,广泛应用于电子设备和微波器件中。铁氧体铁芯损耗很小,这是由于铁氧体在高频电感或变压器中具有较高的电阻率和较弱的磁性[4-6]

刘红艳采用化学共沉淀法合成了钻铁氧体原始粉末,通过改变反应原料和反应温度以及改变实验步骤顺序等方式研究系列样品的物相和吸波特性。样品结构研究表明,cofe204粉体在不同温度热处理后仍为尖晶石结构,随着热处理温度的升高,粉体的晶粒和颗粒变大。样品吸波性能研究表明,随着样品厚度的增加,吸波损耗不断减小,最大吸波损耗所对应的波长向长波方向移动[7]。d.micheli等人研究了未来飞机/航空航天系统感兴趣的几种碳基复合材料的微波特性。它们由五种不同的碳物种增强的环氧树脂组成:微米级颗粒石墨、富勒烯、碳纳米纤维、单壁和多壁碳纳米管。这项工作的主要目标是展示碳包裹体的大小和几何形状如何能够显著改变微波频率下的电磁特性。反射系数的结果表明,纳米粒子比微米级粒子对基体具有更好的吸收性能:纳米复合材料因此可以成功地用作微波吸收剂,不仅因为其吸收性能,而且因为其重量轻[8]。许峰等人通过超声洪沉淀技术合成了cofe2o4(cf)及cofe2o4/膨胀石墨复合物(cf/eg)复合物。研究表明,eg与cf质量比为0.8的cf/eg复合物和石蜡制成的2.0mm涂层(质量比1:2)在13. 52 ghz处的最小反射损耗为-16. 08 db,有效带宽达6. 6 ghz,在10 -18 ghz频段表现出良好的电磁波吸收性能[9]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

(1)以碳纳米纤维为载体,原位合成钴铁氧体/碳纳米纤维复合材料,使用ft-ir、xrd测试钴铁氧体的合成情况,使用sem电镜分析钴铁氧体/碳纳米纤维的微观形貌;

(2)使用网络分析仪测试其电磁参数,并测试一定厚度的试样吸波性能;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:制备钴铁氧体/碳纳米纤维复合材料,测试材料电磁参数。

第8-10周:通过电磁模拟软件对结构厚度进行电磁模拟分析,并和测试结果进行对比优化分析。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] yu zhang, zhihong yang, meng li, liejiyang, juncen liu, yuan ha, renbing wu. heterostructured cofe@c@mno2 nanocubes for efficient microwave absorption[j]. journal of magnetism andmagnetic materials,2020,382:123039.

[2] suping lia, ying huang, ling ding, mengzong, na zhang, xiulan qin, panbo liu. synthesis and enhancement of microwaveabsorption property by coating silicon dioxide and polyaniline for fe-coalloy[j].journal of magnetism andmagnetic materials,2019,486:165259.

[3] peng chen, lin-wen jiang, shan-shan yang,hong-bing chen, jun he, yu wang, and jing an. facile synthesis andmicrowave-absorption properties of organic–inorganic cofe2o4/polyanilinenanocomposites with embedded structure [j]. journal of nanoscience andnanotechnology,2020,20:1756-1764.

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