点击反应制备RGO/钴铁氧体复合吸波材料的研究

摘要

石墨烯具有优良的导电性、热稳定性好、电子迁移率高、低密度的优点，是一种极有发展前景的吸波材料。然而，众所周知高介电损耗的材料由于其会产生强反射和微吸收对微波吸收特性的提高是不利的。因此，常将磁损耗型吸收剂与石墨烯复合，从而达到改善材料阻抗匹配、提高吸波性能的目的。本文选用钴铁氧体与石墨烯（RGO）进行复合。与传统的复合方法不同，本文利用点击反应将功能化的钴铁氧体原位生长在石墨烯表面上，并研究了该复合方法制备的复合材料的电磁参数及吸波性能。主要研究内容如下：
　　本文以石墨粉为原料，经过 Hummer法制备氧化石墨，再通过超声处理得到氧化石墨烯。实验分别采用XRD、SEM、红外光谱的测试方法对氧化石墨烯进行表征，分析结果表明在氧化石墨烯片层间引入了羟基、环氧基等含氧基团。另外，通过开环反应使氧化石墨烯功能化修饰，在其表面接枝上了叠氮基官能团。
　　然后以硝酸钴、硝酸铁为反应原料，氨水为沉淀剂，采用水热法制备纳米钴铁氧体粉体。通过考察工艺因素对结果的影响，得到最佳实验条件：水热反应温度180℃，pH=9反应时间10h。然后采用包埋法和酰胺反应对纳米钴铁氧体修饰和接枝改性，并对接枝后的材料进行静磁测试，结果可知包覆层越重饱和磁化强度越小；还对纯钴铁氧体进行电磁分析，可知材料在厚度2.0mm时15.4GHz处有最小反射损耗值为-8dB。
　　将钴铁氧体点击耦合在石墨烯表面上制备RGO/CoFe2O4复合材料，并研究不同质量比时对复合材料磁性能和吸波性能的影响。结果显示：在样品厚度为2.0mm时，点击复合材料在15.2GHz处获得最小反射损耗值达到-24.1dB，有效吸收频率为12.8-18GHz。当厚度为4.0 mm时的损耗峰值可以达到-40dB，峰值频率在6.8 GHz处，<-10dB的有效吸收带宽为5.8到8.5 GHz。与机械混合相比点击复合的材料在C波段和Ku波段都具有更好的微波吸收特性。

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1 绪 论

1.1 吸波材料

1.2 铁氧体吸波材料

1.3 石墨烯吸波材料

1.4 课题的目的、意义和研究内容

2 氧化石墨烯及其叠氮衍生物的制备

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 实验结果与讨论

2.4 本章小结

3 功能化纳米钴铁氧体的制备与表征

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 实验结果与讨论

3.4 本章小结

4 石墨烯-钴铁氧体复合材料吸波性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果