Fe-Ni/C复合纳米纤维的原位制备与微波吸收性能

采用静电纺丝技术结合稳定化和碳化处理原位制备了Fe-Ni/C复合纳米纤维, 其平均直径约为215 nm, 所生成的Fe-Ni合金纳米颗粒较均匀地分布在碳基纳米纤维的内部和表面, 且被石墨化碳层所包覆. 以Fe-Ni/C复合纳米纤维为吸收剂、 硅橡胶为基质制备成吸波涂层, 研究了碳化温度对电磁特性和微波吸收性能的影响. 结果表明, 涂层厚度为1.2~2.0 mm、 Fe-Ni/C复合纳米纤维质量分数为5%的吸波涂层表现出优良的微波吸收性能, 在7.4~18 GHz频率范围内的反射损耗均低于-20 dB; 随着复合纳米纤维的碳化温度由800 ℃升高到1200 ℃, 由于阻抗匹配特性的改善, 吸波涂层的微波吸收能力逐步加强, 其最小反射损耗由-22.6 dB降低到-63.0 dB.     

聚(苯胺-吡咯)共聚物/Fe3O4网状纳米纤维复合物的制备及吸波性能

在十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）存在下,将苯胺（An）与吡咯（Py）两种单体在Fe3O4磁流体中原位化学氧化共聚制备了PAn-co-PPy/Fe3O4网状纳米纤维复合材料。通过改变CTAB的浓度、An/Py单体的配比及Fe3O4磁流体的用量获得了形态和电磁性能可调控的纳米纤维复合物。采用SEM、TEM、XRD、TG、电导和磁性能测试对复合物进行了表征,通过矢量网络分析仪获得了试样在2-18 GHz范围的复介电常数和复磁导率,经计算获取相应的微波反射损耗曲线。结果表明共聚复合物具有比单一的聚合物、共聚物、PAn/Fe3O4及PPy/Fe3O4更优越的微波吸收性能,样品（含Fe3O412.4 wt%）在9.0 GHz处具有最大的反射损耗为 -36.5 dB,损耗超过 -10 dB的频带宽度达4.7 GHz。     

基于Li_(0.35)Zn_(0.3)Fe_(2.35)O_4和碳纳米纤维双层吸波体的结构设计与吸收性能研究

通过静电纺丝技术和热处理制备了Li0.35Zn0.3Fe2.35O4纳米纤维和碳纳米纤维,并将它们各自均匀分散在硅橡胶基质中,测量了相应复合体在2~18 GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,并根据传输线理论评估了由它们所构成的单层和双层结构吸波体的微波吸收特性。结果显示由于Li0.35Zn0.3Fe2.35O4纳米纤维与碳纳米纤维的电磁特性的有机结合,双层吸波体的微波吸收性能明显优于同厚度的单层吸波体。当以厚为1.8 mm的Li0.35Zn0.3Fe2.35O4纳米纤维/硅橡胶复合体为吸收层和厚为0.2mm的碳纳米纤维/硅橡胶复合体为匹配层时,双层吸波体的反射率在13.9 GHz达到一个最小值-47.8 dB,反射率低于-10 dB的吸收带宽为8.8 GHz,频率范围为9.2~18 GHz,反射率小于-20 dB的频率范围为11.5~18 GHz,带宽为6.5 GHz,覆盖整个Ku波段。优化设计的双层吸波体有望作为一种轻质高效的Ku波段微波吸收材料。     

聚吡咯/Gd-掺杂铜锌铁氧体复合物的制备及电/磁性能

用溶胶-凝胶法和溶液原位聚合法分别制备了Gd-掺杂纳米级Zn_0.6Cu_0.4Fe_2－xGd_xO₄ (x＝0～0.10)铁氧体粉末和聚吡咯/Zn_0.6Cu_0.4Fe_1.96Gd_0.04O₄纳米复合物. 用现代分析技术表征了样品的结构、形貌和电磁性能. 结果表明Gd-掺杂铁氧体的饱和磁化强度随Gd含量的增加而增大; 复合物的电导率和饱和磁化强度与聚吡咯的含量有关, 当聚吡咯的含量从w＝50%增加到w＝80%, 复合物的电导率从0.0139增加到0.0423 S/cm, 而饱和磁化强度则从18.37减小到14.35 emu/g. 在8～18 GHz频段内, 吸收层厚度为2 mm时, PPy在16 GHz附近的反射损耗峰值为－19.68 dB, 有效带宽为6.2 GHz; 而ZCGFO的反射损耗峰值和有效带宽分别为－16.6 dB和5.16 GHz. 和PPy和ZCGFO相比, PPy/ZCGFO复合物有更低的反射损耗和更大的有效带宽, ZCGFO相对含量为20%的PPy/ZCGFO复合物的反射峰值和有效带宽分别达到－20.90 dB和14.05 GHz. 这些结果说明PPy/ZCCFO复合物适合作为电磁波吸收与屏蔽的候选材料.     

配位-氧化聚合-水热法制备聚苯胺/CoFe_2O_4纳米复合物及其微波吸收性能

采用"配位-氧化聚合-水热法"制备了本征态聚苯胺/CoFe2O4二元纳米复合物,再以磺基水杨酸掺杂获得聚苯胺/CoFe2O4电磁复合物.考察了反应物配比及掺杂酸浓度对产物电磁性能的影响.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)及电磁测量等手段对聚苯胺/CoFe2O4的形貌、结构及性能进行了表征.结果表明,复合物呈现多级结构,其中CoFe2O4为立方体状,平均粒径小于20 nm.当CoFe2O4的质量分数为8.86%时,复合物的电导率约为0.43 S/cm;当聚苯胺/CoFe2O4复合物厚度为2 mm时,在16.01 GHz处最大反射损耗为-16.71 dB,小于-10 dB的带宽达4.68 GHz;而当聚苯胺/CoFe2O4复合物厚度为3.2 mm时,在9.23 GHz处最大反射损耗达-51.81 dB,小于-10 dB的带宽为3.69 GHz,表明具有良好的吸波性能.     

NZFO-PZT磁电复合纳米纤维的制备及其吸波性能

采用静电纺丝法制备(1-x)Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄-(x)Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃(简称为(1-x)NZFO-(x)PZT, x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)磁电复合纳米纤维, 研究了PZT含量对复合纳米纤维结构、电磁特性及微波吸收性能的影响。所有样品均由尖晶石结构NZFO和钙钛矿结构PZT两相所组成。由于NZFO磁损耗与PZT介电损耗的协同效应及界面效应的加强, 适量PZT相的引入可改善复合纳米纤维吸波涂层的电磁阻抗匹配和衰减特性, 提高微波吸收性能。x=0.3和0.4的复合纳米纤维分别在低频和高频范围表现出最强的微波吸收能力。当涂层厚度为2.5~5.0 mm时, x=0.3样品的最小反射损耗在6.1 GHz处达-77.2 dB, 反射损耗小于-10 dB的有效吸收带宽为11.2 GHz(2.8~12.9和16.9~18 GHz);x=0.4样品的最小反射损耗位于18 GHz处为-37.6 dB, 有效吸收带宽达到12.5 GHz(3.3~12.5和14.7~18 GHz)。     

CoFe2O4及其膨胀石墨复合物的制备与电磁性能

通过超声-共沉淀技术合成了CoFe₂O₄(CF)及CoFe₂O₄/膨胀石墨复合物(CF/EG), 并表征了样品的微观结构、形貌、热稳定性和电磁性能.结果表明, CF的磁性能受沉淀剂类型和烧结温度等因素的影响, CF/EG复合物具有良好的导电性、磁性和电磁波吸收性能.EG与CF质量比为0.8的CF/EG复合物和石蜡制成的2.0 mm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.复合物的吸波性能主要来自于膨胀石墨的电导损耗和介电损耗、钴铁氧体的磁损耗、组分间的界面弛豫作用及协同效应.     

NZFO-PZT磁电复合纳米纤维的制备及其吸波性能

采用静电纺丝法制备(1-x)Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄-(x)Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃(简称为(1-x)NZFO-(x)PZT, x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)磁电复合纳米纤维, 研究了PZT含量对复合纳米纤维结构、电磁特性及微波吸收性能的影响。所有样品均由尖晶石结构NZFO和钙钛矿结构PZT两相所组成。由于NZFO磁损耗与PZT介电损耗的协同效应及界面效应的加强, 适量PZT相的引入可改善复合纳米纤维吸波涂层的电磁阻抗匹配和衰减特性, 提高微波吸收性能。x=0.3和0.4的复合纳米纤维分别在低频和高频范围表现出最强的微波吸收能力。当涂层厚度为2.5~5.0 mm时, x=0.3样品的最小反射损耗在6.1 GHz处达-77.2 dB, 反射损耗小于-10 dB的有效吸收带宽为11.2 GHz(2.8~12.9和16.9~18 GHz);x=0.4样品的最小反射损耗位于18 GHz处为-37.6 dB, 有效吸收带宽达到12.5 GHz(3.3~12.5和14.7~18 GHz)。     

基于Li0.35Zn0.3Fe2.35O4和碳纳米纤维双层吸波体的结构设计与吸收性能研究

通过静电纺丝技术和热处理制备了Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄纳米纤维和碳纳米纤维,并将它们各自均匀分散在硅橡胶基质中,测量了相应复合体在2~18GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,并根据传输线理论评估了由它们所构成的单层和双层结构吸波体的微波吸收特性。结果显示由于Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄纳米纤维与碳纳米纤维的电磁特性的有机结合,双层吸波体的微波吸收性能明显优于同厚度的单层吸波体。当以厚为1.8mm的Li_0.35Zn_0.3Fe_2.35O₄纳米纤维/硅橡胶复合体为吸收层和厚为0.2mm的碳纳米纤维/硅橡胶复合体为匹配层时,双层吸波体的反射率在13.9GHz达到一个最小值-47.8dB,反射率低于-10dB的吸收带宽为8.8GHz,频率范围为9.2~18GHz,反射率小于-20dB的频率范围为11.5~18GHz,带宽为6.5GHz,覆盖整个Ku波段。优化设计的双层吸波体有望作为一种轻质高效的Ku波段微波吸收材料。     

Fe-Co-Ni合金纳米粒子镶嵌的碳纳米纤维的简单制备及其吸波性能

通过在氩气中碳化含有乙酰丙酮金属盐的电纺聚丙烯腈纳米纤维合成了镶嵌(Fe1-xCox)0.8Ni0.2(x=0.25,0.50,0.75)合金纳米粒子的碳纳米纤维,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)等对其物相、形貌、微观结构、静磁及电磁特性进行表征和分析,并根据传输线理论模拟计算了2~18 GHz频率范围内的微波吸收性能。结果表明:所制备的复合纳米纤维具有典型的铁磁特征,由无定形碳、石墨和面心立方结构Fe-Co-Ni合金三相组成,原位形成的合金纳米粒子沿纤维轴向均匀分布,且被有序石墨层所包覆。磁损耗和介电损耗间的协同作用及特殊的核/壳微观结构使仅含5%(w/w)的(Fe1-xCox)0.8Ni0.2/C复合纳米纤维的硅胶基吸波涂层表现出优异的微波吸收性能。当涂层厚度为1.1~5.0 mm时,x=0.25、0.50和0.75的样品最小反射损耗分别达到-78.5、-80.2和-63.4 d B,反射损耗在-20 d B以下的吸收带宽分别为14.9、14.8和14.5 GHz,几乎覆盖整个S波段至Ku波段。通过调节合金的组成可对材料的电磁特性及微波吸收性能进行一定程度的控制。     

Significantly enhanced electromagnetic interference shielding effectiveness of montmorillonite nanoclay and copper oxide nanoparticles based polyvinylchloride nanocomposites

In the present study, montmorillonite (MMT) nanoclay and copper oxide (CuO) nanoparticles (NPs) reinforced polyvinylchloride (PVC) based flexible nanocomposite films were prepared via solvent casting technique. Using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) and thermo-gravimetric analysis (TGA), the structural, morphological and thermal properties of PVC/MMT/CuO nanocomposite films with various loadings of CuO NPs and MMT were investigated. These studies suggested that by the addition of dual nanofillers in the polymer matrix some structural modifications occurred owing to the homogenous dispersion of MMT and CuO NPs within the PVC matrix. The TGA results reveal that the addition of CuO NPs and MMT considerably improved the thermal stability of the nanocomposites. The EMI shielding effectiveness (SE) of nanocomposites was examined in the X-band (8–12 GHz) and Ku-band (12–18 GHz) frequency regions. The EMI SE values were found to be −30 dB (X-band) and −35 dB (Ku-band) for nanocomposites containing 0.3 wt% of CuO NPs and 4.7 wt% of MMT respectively while the shielding was found to be absorption dominant. These results emphasize that PVC/MMT/CuO nanocomposite films can be used as a potential EMI shielding material.     

蒙脱土负载型引发剂的制备及在苯乙烯乳液聚合中的应用

通过正离子交换将引发剂AIBA负载在蒙脱土上制得负载型引发剂V50-MMT.进而采用原位乳液聚合方法引发苯乙烯聚合制备PS/MMT纳米复合材料.采用XRD、TGA、DSC、TEM和抽提等方法对负载型引发剂和纳米复合材料进行了表征.结果表明,负载过程中引发剂AIBA进入了MMT的片层之间;聚合过程中介于片层间的引发剂因发生分解一方面产生自由基引发St聚合,另一方面MMT发生了剥离分散;由此法制备的PS/MMT纳米复合材料,MMT片层无规、均匀地分散于PS基体中,片层厚度在几个纳米至十几个纳米之间,长度为几十至几百个纳米不等;大量的PS链段以化学键接枝在MMT的片层上,接枝在MMT片层上的PS的分子量及其分布与游离的PS不同.     

β-MnO2纳米棒的电磁特性和多极化驰豫损耗

采用低温水热合成法,以(NH₄)₂S₂O₈作氧化剂,以MnSO₄·H₂O为锰源,在高压反应釜中加热120 ℃并保压48 h制备了β-MnO₂纳米棒。利XRD,SEM,TEM和振动样品磁强计(VSM)对产物进行表征,并就产物的电磁特性和多极化损耗机制进行研究。结果表明,纳米粉体产物是直径为50～70 nm,长度约为几个微米并具有四方晶体结构的β-MnO₂纳米棒,同时产物表现出超顺磁性特征。β-MnO₂纳米棒具有优异的电磁波损耗特性,厚度为1 mm的试样其最大反射损耗在18 GHz能达到-8.1 dB,优于-5 dB的有效吸收带处于15.7～18 GHz宽频段内;2 mm厚的试样在9.8 GHz其反射损耗达到-25 dB,并且优于-5 dB的有效吸收带处于8～12.8 GHz。     

聚苯胺/CoC2O4纳米复合物的制备与电磁性质

采用固相低热合成法制备了纳米草酸钴,再在不同条件下将聚苯胺原位生长在草酸钴表面从而获得兼具导电性和导磁性的聚苯胺/CoC₂O₄纳米复合物,考察了反应物配比、混合条件、活性剂的种类和数量对产物形貌结构及其电磁性质的影响。通过透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等手段表征了合成产物。结果表明,通过改变纳米CoC₂O₄与聚苯胺原位生长的复合条件可以有效调控产物的形貌结构及其电磁吸波性能,最佳实验结果为：超声作用下获得的聚苯胺/CoC₂O₄试样在8.6 GHz 处具有最大的反射损耗( -28.8 dB),大于-10 dB的带宽达3.2 GHz。     

聚N-甲基苯胺/蒙脱土纳米复合材料的合成及其协同电流变效应

用插层聚合法制备了聚N 甲基苯胺 蒙脱土纳米复合材料微粒 ,通过IR、XRD及TEM对其结构进行了表征 .观察发现聚N 甲基苯胺插入蒙脱土层间后 ,蒙脱土片层间距由 0 96nm扩大至 1 34nm .将其分散在甲基硅油中 (2 0wt% )配制成无水电流变液 ,该复合材料表现出显著的协同效应 ,具有较好的电流变行为 .实验表明在电场作用下聚N 甲基苯胺 蒙脱土纳米复合材料的电流变效应比聚苯胺、蒙脱土都有显著提高 ,在 3kV mm(DC ,74 5s- 1 )时 ,剪切强度达 6 0kPa ;同时抗沉降性极好 ,静置 6 0天沉淀率小于 3% .介电性能测试表明聚N 甲基苯胺 蒙脱土纳米颗粒的介电常数和介电损耗较蒙脱土和聚N 甲基苯胺明显提高 ,电导率也达到了最佳范围 .     

Thermotropic liquid crystalline polyester nanocomposites via in situ intercalation polycondensation

A thermotropic liquid crystalline polyester (TLCP)/organoclay nanocomposite was synthesized via in situ intercalation polycondensation of diethyl‐2,5‐dihexyloxyterephthalic acid and 4,4′‐biphenol in the presence of organically modified montmorillonite (MMT). The organoclay, C18‐MMT, was prepared by the ion exchange of Na⁺‐MMT with octadecylamine chloride (C18‐Cl^?). TLCP/C18‐MMT nanocomposites were prepared to examine the variations of the thermal properties, morphology, and liquid crystalline phases of the nanocomposites with clay content in the range of 0–7 wt%. It was found that the addition of only a small amount of organoclay was sufficient to improve the thermal behavior of the TLCP hybrids, with maximum enhancement being observed at 1 wt% C18‐MMT. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Microwave absorption properties and infrared emissivities of ordered mesoporous C-TiO2 nanocomposites with crystalline framework

Ordered mesoporous C-TiO₂ nanocomposites with crystalline framework were prepared by the evaporation-induced triconstituent co-assembly method. The products were characterized by XRD, TEM, N₂ adsorption-desorption and TG. Their microwave absorption properties were investigated by mixing the product and epoxy resin. It is found that the peak with minimum reflection loss value moves to lower frequencies and the ordered mesoporous C-TiO₂ nanocomposite possesses an excellent microwave absorbing property with the maximum reflection loss of −25.4 dB and the bandwidth lower than −10 dB is 6.6 GHz. The attenuation of microwave can be attributed to dielectric loss and their absorption mechanism is discussed in detail. The mesoporous C-TiO₂ nanocomposites also exhibit a lower infrared emissivity in the wavelength from 8 to 14 μm than that of TiO₂-free powder.