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多孔碳纤维的低成本制备及其作为高效吸波剂的应用研究

李光  
【摘要】:以聚丙烯腈(PAN)为碳前驱体,与热解聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶液共混,通过湿法纺丝制备PAN/PMMA共混纤维。对PAN/PMMA质量比为30%/70%和70%/30%的共混纤维在氮气中碳化,获得了纳米碳纤维(CNFs)和多孔碳纤维(PCFs),是一种简便和成本低的制备方法。利用扫描电镜观察所得CNFs和PCFs的形貌,发现单根CNFs的直径为50~150 nm,PCFs中孔的直径为0.1~1μm。由CNFs和PCFs的拉曼光谱分析了不同碳化温度对CNFs和PCFs石墨化程度的影响,结果表明随碳化温度升高,石墨化程度也增加,同时电导率也随之提高。采用CNFs和PCFs为吸波剂,以2%~6%的含量添加至环氧树脂中,测试了CNFs和PCFs与环氧树脂复合材料的电磁参数,由电磁参数计算了复合材料的吸波性能,结果表明PCFs是一种高效吸波剂,在6%添加量时,PCFs/环氧树脂复合材料最低反射率达-31 dB,在整个X波段的反射率均-10 dB,满足武器装备对雷达波隐身的要求。

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