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《中国科学院研究生院(理化技术研究所)》 2007年
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电磁功能纳米复合材料的制备及性能研究

肖红梅  
【摘要】: 纳米磁性材料,是纳米材料中最早进入工业化生产,应用十分广泛的一类功能材料。导电高聚物是20世纪70年代发展起来的一个研究新领域,因其诱人的应用前景而受到广泛重视。在导电高聚物材料中,具有共轭双键的导电聚吡咯(PPy),由于其合成简便、抗氧化性能良好,与其它导电高聚物相比电导率较高、易成膜、柔软等优点而日益受到人们的关注。具有电磁功能的纳米复合材料由于具有特殊的光、电、磁特性,在电磁屏蔽、微波吸收、电致变色器件及非线性光学等方面具有潜在的应用前景,因而引起人们广泛的研究兴趣。本论文的主要研究内容及研究结果如下: 1、采用聚合热解法制备了不同金属离子取代的尖晶石型铁氧体MnFe_2O_4、Mn_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4和Mn_(0.4)Zn_(0.3)Co_(0.3)Fe_2O_4铁氧体,室温磁性能测试显示MnFe_2O_4和Mn_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4均显示超顺磁性,而Mn_(0.4)Zn_(0.3)Co_(0.3)Fe_2O_4铁氧体由于Co的引入显示出铁磁性。 2、以聚苯乙烯球(PS)为模板制备了三维规整排列的核-壳结构聚苯乙烯-聚吡咯复合材料(PS-PPy),再通过在四氢呋喃中去除聚苯乙烯核得到三维规整排列的空心聚吡咯球(PPy)。室温电导率测试显示去除聚苯乙烯核后的空心PPy球的室温电导率比同样条件下得到的PS-PPy高一些。 3、制备了纳米磁性材料与无机半导体TiO_2和导电高聚物聚吡咯的电磁纳米复合材料,并考察了其电磁性能。 A:选取MnFe_2O_4做研究对象,利用钛酸丁酯在混合醇溶液中的水解得到了MnFe_2O_4-TiO_2复合材料,研究发现随着TiO_2含量的增加,复合材料的介电常数实部值不断增加,而介电常数虚部则变化不大,且值较低。 B:采用聚吡咯与不同的无机磁性材料相复合得到了不同电磁性能的复合材料。采用一步法得到了聚吡咯-FeOOH的复合材料。另外,在M型钡铁氧体和羰基铁粉的存在下,采用原位聚合法分别得到了具有高矫顽力的M型钡铁氧体-聚吡咯复合材料和具有高磁饱和强度的羰基铁粉-聚吡咯复合材料。 4、对电磁功能的聚吡咯纳米复合材料在2~18GHz范围内的微波吸收性能进行了初步研究。结果显示在制备的系列电磁功能聚吡咯复合材料中,原位聚合M型钡铁氧体-聚吡咯复合材料(吡咯单体与M型钡铁氧体的质量比=1.0时)显示出最佳的吸波性能,10dB的吸收带宽达到5.4GHz,5dB的吸收带宽达到7.6GHz。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(理化技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB383.1

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