研究目的
制备一种新型三维SiC/三聚氰胺衍生碳泡沫增强SiO2气凝胶复合材料,具有低介电损耗和高阻抗匹配比,以增强微波吸收性能。
研究成果
SiC/MDCF?气凝胶复合材料展现出优异的微波吸收性能,在16.92 GHz频率下具有-18.41 dB的最小反射损耗及有效吸收带宽。阻抗匹配比在吸收性能中起关键作用,其影响超过介电损耗。这为开发轻质、稳定的微波吸收材料奠定了基础。
研究不足
该复合材料可能因多步骤制备工艺而在可扩展性和成本方面存在局限性。本研究聚焦于2-18 GHz频段的微波吸收性能,未探究其他频段或不同环境条件下的表现。复合材料的力学性能和长期稳定性尚未深入研究。
1:实验设计与方法选择:
研究采用三步流程:三聚氰胺泡沫热解形成MDCF,化学气相沉积(CVD)在MDCF上包覆SiC,以及溶胶-凝胶法引入二氧化硅气凝胶。该设计旨在通过多界面复合结构提升微波吸收性能。
2:样品选择与数据来源:
以商用三聚氰胺泡沫为起始材料,通过XRD、FTIR、SEM和2-18GHz频段电磁特性测试对样品进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于热解和CVD的真空退火炉、溶胶-凝胶用磁力搅拌器、Rigaku D/max 2550 X射线衍射仪(XRD)、Thermo Electron Nexus 670(FTIR)、JEOL JSM-6360(SEM)及Agilent N5244A矢量网络分析仪(介电常数测量)。材料包含三聚氰胺泡沫、氩气、氢气、MTS、乙醇、TEOS、盐酸、氢氧化铵、正庚烷、TMCS及石蜡。
4:实验步骤与操作流程:
第一步:在氩气氛围下1100°C热解MF;第二步:通过混合气体CVD工艺沉积SiC涂层;第三步:采用水解、凝胶化、陈化和干燥工序的溶胶-凝胶法合成二氧化硅气凝胶。
5:数据分析方法:
介电常数分析采用德拜理论,反射损耗计算使用传输线理论,表征数据处理借助专业软件工具。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
Rigaku D/max 2550
Rigaku
Used to record XRD patterns for phase analysis.
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Fourier infrared spectroscopy
Thermo Electron Nexus 670
Thermo Electron
Used to determine chemical bonds and groups.
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Scanning electron microscopy
JEOL JSM-6360
JEOL
Used to characterize morphologies and physical properties.
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Vector network analyzer
Agilent N5244A
Agilent
Used to test permittivities of the composite.
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melamine foam
Zhongyuan Dahua Group Co., Ltd.
Used as the skeleton template for the composite.
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