碳纳米材料填充环氧树脂复合材料的制备及其电磁屏蔽和力学性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:hrzcq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
信息技术革命以来,电子设备与产品层出不穷,并被越来越多的人所使用。但是,这也会使得人们周边的电磁波越来越多,并逐渐危害到人们的身体健康。时至今日,电磁波的负面影响日益突显,并引起了人们的不断重视。因此,有关电磁屏蔽材料的研究也越来越多。本文主要是:一方面,以导电的石墨烯和磁性的羰基铁为填料,同时利用介电损耗和磁损耗来衰减电磁波,使复合材料获得优异的电磁屏蔽性能;另一方面,将石墨烯和碳纳米管等导电填料预先制备成三维网络结构的预制件并以其为填料,利用它们的三维网络结构使得复合材料在极低的填料含量下,就可以同时拥有优异的电磁屏蔽性能与力学性能。主要工作如下:1、以热膨胀石墨烯(TGO)为导电填料,以羰基铁为磁性填料,以环氧树脂为基体,来制备复合材料。其中,不同搅拌方式(真空脱泡搅拌法、超声分散法和机械搅拌法)制备出来的复合材料在导电性能和电磁屏蔽性能等方面有着显著的差异。TGO的加入,不仅可以在复合材料中构建出相互连接的导电网络,而且可以阻止羰基铁的团聚和沉降,使羰基铁均匀地分散在复合材料中。羰基铁的加入,可以有效地提高复合材料的磁性能、磁导率和磁损耗,从而使其电磁屏蔽性能也得到了进一步地提高。相比于TGO (3 wt%)/环氧树脂复合材料(-20 dB),添加30 wt%不同形状羰基铁可以使得TGO(3 wt%)/羰基铁/环氧树脂复合材料的电磁屏蔽性能得到不同程度地提高。其中,添加球形羰基铁的复合材料获得最高的电磁屏蔽性能(平均电磁屏蔽效能为36 dB,最高值可以达到40 dB)。2、以甲阶酚醛树脂和氧化石墨烯为原料,采用水热法,制备了具有三维网络结构的酚醛树脂修饰的石墨烯气凝胶(p-GA)。然后,以其为填料,采用真空辅助法将环氧树脂灌入其中制得了复合材料。研究结果表明,甲阶酚醛树脂的加入,可以使得p-GA的三维网络结构更加的完善和牢固。扫描电镜图和透射电镜图显示,p-GA在灌入环氧树脂制备成复合材料的前后都可以保持良好的三维网络结构。随着碳化温度的提高,p-GA的本征电导率越来越高,密度和在复合材料中所占的质量分数越来越低,所对应的复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能也越来越好。其中,p-GA-1300/环氧树脂复合材料,在填料含量仅为0.33 wt%时,就可以获得优异的导电性能(73 S·m-1)和电磁屏蔽性能(35 dB)。除此以外,甲阶酚醛树脂的含量更高,p-GA的三维网络结构就更加完善和牢固,对应的复合材料的弯曲性能也就更好。其中,甲阶酚醛树脂的添加量为30 mg·ml-1时制得的p-GA(1:30)可以使得对应的复合材料的弯曲强度和弯曲模量相比于环氧树脂分别提高了67%和20%。3、以三维网络结构的碳纳米管海绵(CNT sponge)为填料,采用真空辅助法,来制备CNT sponge/环氧树脂复合材料。从扫描电镜图可以观察到,CNT sponge具有良好的三维网络结构,并且其中的CNT可以在复合材料中均匀地分散。当CNT sponge的含量仅为0.66wt%时,对应的复合材料就可以获得优异的导电性能(148 S·m-1)、电磁屏蔽性能(33 dB,样品厚度为2 mm)和力学性能。相比于环氧树脂,弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸韧性和断裂伸长率分别提高了102%、27%、64%、250%和97%。
其他文献
短期负荷预测日益成为智能电网的重要课题。将历史日负荷序列表示成等负荷段组成的子序列集合,基于模式相似性方法,采用模糊聚类与函数型小波核非参数回归(FWKNR)相结合的组合
虽然水文基层单位的文化建设显著改善,文化建设的行为框架逐步形成,但职工的需求层次和品味越来越高,对精神文化的追求不断提升。分析了基层水文单位加强文化建设的环境和存
采用液液萃取法测定瘦肉精含量,并与固液萃取法测定结果进行了比较。结果表明两种前处理方法的测定结果无显著性差异(P<0.05),液液萃取比固液萃取操作更简便、快速,成本低。
目的探究优质护理服务在儿科护理工作中的应用价值。方法 72例儿科患儿,按入院时间将其分为研究组和对照组,每组36例。研究组行优质护理,对照组行常规护理。通过本院自制护理
根据香榧的生长特性和对气候条件的要求,结合诸暨气候特征,分析了影响诸暨香榧生产的主要气象因子,并提出了发展香榧生产的对策。
<正>培育和践行社会主义核心价值观是每一个单位思想政治教育的重要内容。近年来,随着水利改革深入和水利事业迅速发展,基层水利职工的业务、文化水平均有提高,日常工作更加
会议
香榧是原产浙江的古老干果,近年价格不断高企,种植香榧的经济效益很高,各级政府都把香榧种植作为山区农民富民强省的的法宝。但由于香榧种植难、周期长、品种乱,种植户效益上
为探究不同边锚形式对独斜塔斜拉桥温度效应的影响,选取地锚式和自锚式独斜塔斜拉桥,利用有限元方法进行研究。分析了施工阶段最大悬臂状态和运营状态下整体温度、梯度温度和
背景与目的 肺血栓栓塞症(pulmonary thromboembolism,PTE):主要是由来自静脉系统或右心的血栓阻塞肺动脉系统或其分支所致的疾病,以肺循环和呼吸功能障碍为其主要病理生理和
目的了解急诊护士与病房护士工作中的主要压力源和心理压力及身体健康状况,减少压力以便提高工作质量及身心健康水平。方法采用问卷调查法对87名急诊护士、83名病房护士进行