合金化石墨片填充新型复合材料的制备及其电磁防护性能的研究

摘要

随着电子工业的快速发展，电磁波已被广泛应用于如科学研究、工业生产、及日常生活等各个领域。但随着而来的电磁辐射造成的环境和健康危害越来越严重。为了解决这些问题，电磁防护材料逐渐进入人们的视野。将碳基材料与磁性材料复合制备出满足“薄、轻、宽、强”要求的吸波材料已成为当今国内外学者研究的热点。
　　本文采用化学镀工艺在石墨片表面包覆铁镍合金层（FeNi-G）制备具有核壳结构的片状复合吸波剂，并对其化学镀工艺、微观形貌、成分及电磁性能进行了探索和研究。该吸波剂作为填料表现出优异的吸波性能和电磁屏蔽性能，有望在电磁防护领域发挥重要作用及广泛应用。
　　在本文中，我们用次亚磷酸钠作为还原剂成功地在石墨片表面包覆了一层均匀致密的低磷铁镍合金层，并探讨了不同的参数对化学镀工艺的影响。镀层中磷元素含量为4.85 wt％，铁镍质量比为0.20。XRD结果显示镀覆的金属合金层为非晶体。VSM研究表明随着镀层中铁元素含量的增加，样品的磁饱和强度有不同程度的增加。
　　为了使石墨片表面获得纯的铁镍合金镀层，且得到较高的铁元素含量，采用联氨作为还原剂成功地在石墨片表面包覆了铁镍合金层，探讨了不同的参数对化学镀工艺的影响。镀层中的铁镍质量比提高到了0.98，铁镍合金层为典型的FeNi3相。通过VSM的测试结果表明石墨片在镀覆之后得磁饱和强度为37.5emu/g，显示了优异的磁性能。
　　对样品的吸波性能和屏蔽效能进行了测试和分析。通过计算不同吸波体的反射损耗发现匹配厚度为1.2mm的FeNi-G/石蜡复合材料在12.5GHz具有最低的反射损耗-43.7dB，且反射损耗低于-10dB的吸收频率范围为11.2-14.1GHz。通过测试ABS基复合材料屏蔽效能发现，当FeNi-G的填充量为15wt%时，含有FeNi-G填料的ABS基复合材料在30-1200MHz的频率范围内显示出优异的屏蔽效能。此外还对扩大化生产后的样品进行了表面形貌及磁性能的分析。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2电磁防护材料的基本理论

1.3吸波材料的研究现状

1.4化学镀的概述及应用于防护屏蔽材料的研究

1.5课题的研究背景、意义及内容

第二章 石墨片化学镀低磷铁镍合金层的工艺研究及性能表征

2.1 引言

2.2 实验

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 石墨片化学镀铁镍合金层的工艺研究及性能表征

3.1 引言

3.2 实验

3.3 结果与讨论

3.4本章小结

第四章 石墨片铁镍合金化的电磁防护性能研究及扩大化生产应用

4.1引言

4.2实验

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章 全文总结

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢