本文主要研究内容
作者李莹（2019）在《基于石墨烯纳米复合材料及超结构的电磁屏蔽和声学特性研究》一文中研究指出：石墨烯凭借其特殊的力学、电学、光学及热学等性能,可作为优异的纳米填充材料引入到聚合物基体中,通过物理吸附或化学键等作用连接在一起,改善聚合物本身绝缘和机械性能差的缺点,从而得到更多功能性的石墨烯基复合材料,扩宽了石墨烯及聚合物的应用领域。但仅从材料制备角度去提高材料的单一使用功能,已不能满足人们对多功能材料/结构的需求。因此,如何结合材料与结构优势,构筑多功能材料成为材料科学研究领域的一个关键热点问题。本文以石墨烯为基本材料,从设计多功能材料/结构的角度出发,或通过与聚合物复合得到石墨烯基纳米复合材料,或通过引入声学超结构,设计和制备了基于石墨烯的纳米复合材料及超结构,分别对复合材料的力学、电磁屏蔽和声学等综合性能及作用机制进行了分析,并对其潜在的应用前景进行了探索。本文主要研究内容如下:从传统材料的改性入手,将液相剥离得到的石墨烯片层通过喷雾干燥与平板热压相结合的方式引入到丁苯橡胶乳液中,成功制备了不同石墨烯掺杂含量的石墨烯/橡胶复合材料。石墨烯片层与橡胶基体的界面作用,有效提高了复合材料的力学性能,当石墨烯掺杂含量为15 vol%时,杨氏模量提高30倍。同时石墨烯在橡胶基体中形成交联的网络结构,赋予了石墨烯/橡胶复合材料良好的导电和导热性能,当引入15 vol%石墨烯时,导电和导热率分别为219 S/m和2.922 W m-1K-1,相比于纯橡胶分别提升了100倍和13倍。具备优异性能的石墨烯/橡胶复合材料能用作导热界面材料。同时在X波段（8-12 GHz）,电磁屏蔽效能均值可达45 dB。我们也将其应用于水声吸声材料,在6-30 kHz的水声吸声系数超过0.8,而且在0.1-5.5 kHz范围内,随着静水压的增大仍能保持较好的水声吸声性能。因此,石墨烯/橡胶复合材料作为多功能材料将在多种特殊应用环境得到进一步应用。为解决传统材料无法解决的低频降噪问题,我们通过将声学超结构与石墨烯材料结合,成功设计制备了兼具声学和电磁双屏蔽功能的石墨烯基超结构。结构中的石墨烯薄膜制备采用冷冻干燥和平板热压相结合的方法,其具有1580S/cm导电率和3.5 GPa的杨氏模量。并首次通过无损检测——声学方法研究了石墨烯薄膜的声学性质和本征模态。将石墨烯薄膜与人工蜂窝结构复合在一起得到三明治结构,通过调控石墨烯薄膜厚度、蜂窝孔径等参数,有效地调控了电磁屏蔽效能和器件的隔声性能,在8-12 GHz具有74 dB以上的电磁屏蔽效能。同时在200-1500 Hz的频率范围具有20 dB以上的声衰减性能,并在200 Hz的低频处达到40 dB,打破了质量密度定律。石墨烯基超结构同时实现了声学和电磁的双屏蔽,并通过简单的演示实验进一步证明了双屏蔽效果。为实现声学频率的主动调谐,采用两性分子聚乙烯醇作为化学胶黏剂粘结石墨烯片层,通过改变引入的石墨烯含量,利用刮涂法成功制备了一系列聚乙烯醇/石墨烯复合薄膜。石墨烯的引入,有效提高了纯聚乙烯醇薄膜的力学性能和导电导热性能。当石墨烯引入24.3%时,杨氏模量提高1.5倍,导电率为44.7S/m,相比纯绝缘聚乙烯醇薄膜增大100倍。我们通过调节负载在薄膜上的外电场电压,改变了复合薄膜温度从而调控了薄膜模量,而通过调控模量的变化即能实现复合薄膜的第一反共振频率的调控,从而解决了特殊环境中频率不断变化的噪音问题,得到了能够主动调谐的声学薄膜。另外测试了石墨烯/聚乙烯醇复合薄膜的电磁屏蔽性能,达到商业使用价值。
Abstract
dan mo xi ping jie ji te shu de li xue 、dian xue 、guang xue ji re xue deng xing neng ,ke zuo wei you yi de na mi tian chong cai liao yin ru dao ju ge wu ji ti zhong ,tong guo wu li xi fu huo hua xue jian deng zuo yong lian jie zai yi qi ,gai shan ju ge wu ben shen jue yuan he ji xie xing neng cha de que dian ,cong er de dao geng duo gong neng xing de dan mo xi ji fu ge cai liao ,kuo kuan le dan mo xi ji ju ge wu de ying yong ling yu 。dan jin cong cai liao zhi bei jiao du qu di gao cai liao de chan yi shi yong gong neng ,yi bu neng man zu ren men dui duo gong neng cai liao /jie gou de xu qiu 。yin ci ,ru he jie ge cai liao yu jie gou you shi ,gou zhu duo gong neng cai liao cheng wei cai liao ke xue yan jiu ling yu de yi ge guan jian re dian wen ti 。ben wen yi dan mo xi wei ji ben cai liao ,cong she ji duo gong neng cai liao /jie gou de jiao du chu fa ,huo tong guo yu ju ge wu fu ge de dao dan mo xi ji na mi fu ge cai liao ,huo tong guo yin ru sheng xue chao jie gou ,she ji he zhi bei le ji yu dan mo xi de na mi fu ge cai liao ji chao jie gou ,fen bie dui fu ge cai liao de li xue 、dian ci bing bi he sheng xue deng zeng ge xing neng ji zuo yong ji zhi jin hang le fen xi ,bing dui ji qian zai de ying yong qian jing jin hang le tan suo 。ben wen zhu yao yan jiu nei rong ru xia :cong chuan tong cai liao de gai xing ru shou ,jiang ye xiang bao li de dao de dan mo xi pian ceng tong guo pen wu gan zao yu ping ban re ya xiang jie ge de fang shi yin ru dao ding ben xiang jiao ru ye zhong ,cheng gong zhi bei le bu tong dan mo xi can za han liang de dan mo xi /xiang jiao fu ge cai liao 。dan mo xi pian ceng yu xiang jiao ji ti de jie mian zuo yong ,you xiao di gao le fu ge cai liao de li xue xing neng ,dang dan mo xi can za han liang wei 15 vol%shi ,yang shi mo liang di gao 30bei 。tong shi dan mo xi zai xiang jiao ji ti zhong xing cheng jiao lian de wang lao jie gou ,fu yu le dan mo xi /xiang jiao fu ge cai liao liang hao de dao dian he dao re xing neng ,dang yin ru 15 vol%dan mo 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bao mo zhi bei cai yong leng dong gan zao he ping ban re ya xiang jie ge de fang fa ,ji ju you 1580S/cmdao dian lv he 3.5 GPade yang shi mo liang 。bing shou ci tong guo mo sun jian ce ——sheng xue fang fa yan jiu le dan mo xi bao mo de sheng xue xing zhi he ben zheng mo tai 。jiang dan mo xi bao mo yu ren gong feng wo jie gou fu ge zai yi qi de dao san ming zhi jie gou ,tong guo diao kong dan mo xi bao mo hou du 、feng wo kong jing deng can shu ,you xiao de diao kong le dian ci bing bi xiao neng he qi jian de ge sheng xing neng ,zai 8-12 GHzju you 74 dByi shang de dian ci bing bi xiao neng 。tong shi zai 200-1500 Hzde pin lv fan wei ju you 20 dByi shang de sheng cui jian xing neng ,bing zai 200 Hzde di pin chu da dao 40 dB,da po le zhi liang mi du ding lv 。dan mo xi ji chao jie gou tong shi shi xian le sheng xue he dian ci de shuang bing bi ,bing tong guo jian chan de yan shi shi yan jin yi bu zheng ming le shuang bing bi xiao guo 。wei shi xian sheng xue pin lv de zhu dong diao xie ,cai 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shang ye shi yong jia zhi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨工业大学的李莹，发表于刊物哈尔滨工业大学2019-12-07论文，是一篇关于石墨烯论文,聚合物论文,声学超结构论文,电磁屏蔽论文,声学降噪论文,哈尔滨工业大学2019-12-07论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨工业大学2019-12-07论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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