發(fā)布時間：2018-08-08 19:41

【摘要】：隨著電磁輻射日趨嚴(yán)重,既能大面積進(jìn)行電磁防護(hù),又能避免和阻止電磁波形式的間諜和竊聽活動的水泥基電磁屏蔽材料受到關(guān)注�；�于優(yōu)異的導(dǎo)電性能,碳纖維(CF)作為電磁屏蔽復(fù)合材料的功能填料受到青睞。本文利用具有良好親水性能的氧化石墨烯(GO)和Fe3O4磁性粒子對CF進(jìn)行表面修飾處理,在使CF均勻分散于水泥基體中,且與基體界面結(jié)合良好的同時,達(dá)到提高水泥基復(fù)合材料電磁屏蔽性能的目的。首先研究了GO對水泥基復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)及其宏觀性能的影響,采用XRD和SEM等表征方法,分析GO對水泥基復(fù)合材料的水化反應(yīng)作用機(jī)理。GO的加入使水泥水化生成了形狀規(guī)整、體積微小的花朵狀產(chǎn)物,但沒有改變水化產(chǎn)物的種類。水泥石結(jié)構(gòu)密實(shí),孔徑較小,說明GO對水泥水化反應(yīng)產(chǎn)物的形成具有促進(jìn)和模板效應(yīng),有利于形成致密水泥石,有助于提高水泥的力學(xué)性能。宏觀性能分析表明,GO的摻入能提高水泥試樣的早期強(qiáng)度。當(dāng)GO添加量為0.08wt.%時,水泥試樣的電磁屏蔽效能較高,其主要貢獻(xiàn)為提高了水泥的電磁屏蔽吸收效能。對GO修飾CF(GO-CF)水泥基復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能進(jìn)行了研究。通過SEM等表征方法,分析GO對CF與水泥基體界面結(jié)合的影響。結(jié)果表明,修飾在CF表面的GO也能實(shí)現(xiàn)對水泥水化的微觀調(diào)控,在GO-CF表面以GO為模板生長著多種水化產(chǎn)物,從而加固了CF與水泥基體的界面結(jié)合。當(dāng)GO-CF的摻量達(dá)0.4wt.%時,電磁屏蔽效能達(dá)到34dB。通過離心-溶解法對GO進(jìn)行分離,得到了兩種尺寸的GO片層。對比大片層GO和小片層GO修飾CF/水泥的電磁屏蔽性能,大片層GO修飾CF對水泥基復(fù)合材料性能的提高有較好的作用,最大電磁屏蔽效能達(dá)36dB。使用NaBH4對CF表面的GO進(jìn)行原位還原(RGO),RGO修飾CF(RGO-CF)/水泥的宏觀性能測試結(jié)果表明,RGO-CF/水泥力學(xué)性能和電磁屏蔽效能均介于未處理CF/水泥復(fù)合材料與GO-CF/水泥復(fù)合材料之間。將GO與Fe3O4同時分散于去離子水中,以此作為電鍍液,對CF進(jìn)行電泳沉積,得到GO包裹Fe3O4修飾碳纖維(GOFe3O4-CF),對其水泥基復(fù)合材料的性能進(jìn)行研究,結(jié)果表明GO和Fe3O4能夠均勻而牢固地包裹在CF表面,GOFe3O4-CF與水泥的界面結(jié)合良好。電磁屏蔽性能測試顯示,磁性材料的加入提高了復(fù)合材料的電磁屏蔽效能,當(dāng)GOFe3O4-CF的摻量達(dá)0.4wt.%時,復(fù)合材料的電磁屏蔽效能達(dá)到36dB。
[Abstract]:As electromagnetic radiation becomes more and more serious, cement-based electromagnetic shielding materials, which can not only protect large areas, but also prevent and prevent the form of electromagnetic wave espionage and eavesdropping activities, have attracted much attention. Based on the excellent electrical conductivity, carbon fiber (CF) is favored as the functional filler of electromagnetic shielding composites. In this paper, (GO) and Fe3O4 magnetic particles of graphene oxide with good hydrophilicity were used to modify the surface of CF. The CF was uniformly dispersed in the cement matrix and bonded well with the matrix interface. To improve the electromagnetic shielding performance of cement-based composites. The effect of go on the microstructure and macroscopic properties of cement matrix composites was studied. The hydration reaction mechanism of cement matrix composites was analyzed by XRD and SEM, and the shape of cement hydration was formed by the addition of go. Tiny flower-like product, but not changing the type of hydration product. The cement stone has dense structure and small pore diameter, which indicates that go can promote the formation of cement hydration reaction product and form template, which is beneficial to the formation of dense cement stone and helps to improve the mechanical properties of cement. The macroscopical property analysis shows that the incorporation of go can improve the early strength of cement samples. When the content of go is 0.08wt.%, the electromagnetic shielding efficiency of cement sample is higher, and its main contribution is to improve the absorption efficiency of cement electromagnetic shielding. The microstructure and macroscopic properties of go modified CF (GO-CF) cement matrix composites were studied. The effect of go on the interface bonding between CF and cement matrix was analyzed by means of SEM and other characterization methods. The results show that go modified on CF surface can also achieve micro-control of cement hydration. On the surface of GO-CF, a variety of hydration products are grown using go as template, thus strengthening the interface between CF and cement-based body. When the content of GO-CF reaches 0.4wt.%, the electromagnetic shielding efficiency reaches 34dB. Go was separated by centrifugal-dissolution method and two kinds of go layers were obtained. Compared with the electromagnetic shielding properties of CF/ cement modified by large layer go and small lamellar go, the large layer go modified CF has a better effect on the improvement of cement matrix composite properties, and the maximum electromagnetic shielding efficiency is 36 dB. The macroscopic properties of CF (RGO-CF) / cement modified by (RGO) / cement modified by in situ reduction of go on CF surface by NaBH4 were measured. The results show that the mechanical properties and electromagnetic shielding efficiency of RGO-CFC / cement are between untreated CF/ cement composites and GO-CF/ cement composites. Go and Fe3O4 were dispersed in deionized water at the same time, which was used as electroplating solution to electrophoretic deposition of CF. Go coated Fe3O4 modified carbon fiber (GOFe3O4-CF) was obtained. The properties of Fe3O4 modified carbon fiber (GOFe3O4-CF) were studied. The results show that go and Fe3O4 can be wrapped uniformly and firmly on the surface of CF and the interface between gofe _ 3O _ 4-CF and cement is good. The electromagnetic shielding performance test shows that the electromagnetic shielding efficiency of the composite is improved with the addition of magnetic material. When the content of GOFe3O4-CF reaches 0.4 wt.%, the electromagnetic shielding efficiency of the composite reaches 36 dB.
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33

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本文編號：2172852