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摘 要
现代战争中,隐身技术的发展是提高武器装备生存突防、总体作战效能的重要手段。理想的吸波材料要求具有“薄”、“轻”、“宽”、“强”的特点,单一组分的吸波材料很难同时满足要求。将碳材料与磁性材料进行优化复合,制备兼具多种损耗机制的复合吸波材料是开发高性能吸波材料的有效途径之一。本文采用新型的气压辅助化学沉积的方法,以甲烷为辅助生长气源,探索出制备高纯、密度小、性能优异的碳微米管(CMTs)材料的新型工艺;并采用化学镀的方法制备了 CMTs/Ni 复合材料。详细研究了制备工艺对材料的影响,系统的研究了复合材料的吸波性能,分析了该复合材料吸波性能的影响机制。主要成果概括如下:
(1)采用尿素和乙二醇为原料,辅助以甲烷作为补充气源,利用化学气相沉积(CVD)法,制备出了大量的 CMTs,所制备的 CMTs 晶化程度好、纯度高且产量高。
(2)研究表明,随着初始压力的增加,碳管的管径及产量逐渐增大,由 增大到 ,当压力增大到 时管径基本保持不变;随反应温度的升高, 碳管的产量与致密度逐渐增大,至 1300℃时保持不变;随着通入甲烷含量的增大, 产量也随着快速增大,当补充甲烷至 时,产量最大;但当继续增大甲烷通入量后,产量骤减。
(3)对已制备的 CMTs 进行分散、酸化及敏化活化处理,之后采用化学镀镍法对其进行了磁性修饰。研究发现,随着 PH 值、反应温度的增大,反应越发剧烈, 镀层越厚且所镀 Ni 粒子越易团聚;并在不同反应时间下,制备出不同含 Ni 量的 CMTs/Ni 复合材料。
(4)对不同 Ni 含量的 CMTs/Ni 复合材料进行了吸波性能研究。研究表明随厚度的增加,反射率吸收峰峰值呈先减小后增大的规律,最强峰值的厚度都在 2mm 处;随着 Ni 含量的不断增加,峰值有所增大。当 Ni 的质量分数在 70%左右时, 厚度为 2mm 的样品,最大峰值可以达到-30dB,反射率大于-10dB 的频带宽为 。经修饰后的 CMTs,其吸波性能有了较大提高,对于复合型吸波材料的研究有着重要意义。
关键词:碳微米管;CMTs/Ni 复合粉体;吸波性能
Abstract
In modern warfare, the development of stealth technology is the key to improve the ration of weapons and equipment, bat effectiveness of the important means. Ideal absorbing materials should have the characters of "thin", "light", "width", "strong", a ponent of the absorbing material is difficult to satisfy both requirements. Using, The high purity, low density, high-performance carbon microtubes (CMTs) with were prepared by the new pressure-assisted chemical deposition method with the methane as the assisting gas source, . And electroless plating were used for CMTs/posite materials. The effect of the preparation of posite on the microstructure and properties was studiedMain results are summarized as follows:
Use urea and ethylene glycol as raw materials, the methane gas as a source plement in chemical vapor deposition (CVD) method. Synthesis a large number of CMTs which has good degree of crystallization,high purity and yield greatly improved.
study showed that with the increase of initial pressure, the diameter of carbon nanotubes(from to