磁改性碳纳米管的制备和性能研究-2012-3-28

西南交通大学第七期大学生科研训练计划（SRTP）立项申报表项目编号：项目名称磁改性碳纳米管的制备和性能研究项目性质□发明、设计■基础性研究□应用性研究□社会调研项目来源□学生选题■教师指导选题所属学院材料科学与工程学院姓名学号院系专业联系电话E-mail负责人兰琪20102208材料科学与工程学院项目组成员孙元材料科学与工程学院许俊豪材料科学与工程学院王素瑞艺术与传播学院高利丹艺术与传播学院导师姓名胡书春单位材料科学与工程学院职务/职称副教授电话[e-mail]主要教学工作简历时间授课名称授课对象2004年至今高分子复合材料及应用B材料学院本科生2005年至今高分子材料材料学院本科生2010~2011材料学材料学院本科生2007年至今国防高技术与新材料全校本科生主要科研工作简历时间项目名称获奖情况2005~2008氧化锌晶须抗菌材料的研制四川省科技进步一等奖2003~2005晶须型雷达波吸波材料的研制与性能研究成都市科技进步二等奖一、项目简介（500字左右）随着雷达探测水平的不断提高，对现代军事装备的隐身性能也提出了越来越高的要求，这也同时促使了对吸波材料的性能要求的进一步提高。由于具有优异的纳米特性和导电性能，碳纳米管已成为一种很有发展潜力的吸波材料，正受到国内外研究者的广泛关注和深入研究。但由于碳纳米管仅对电磁波表现出电损耗效应，不符合目前在吸波材料领域发展电、磁双损吸波机制的设计理念，为此，有必要对碳纳米管进行磁改性，以进一步提升其吸波效果。目前，主要有两种途径对碳纳米管进行磁改性。一种是在碳纳米管内填充磁性物质以形成磁改性产物。这种方法的主要技术难点在于如何保证磁性粒子和团簇在碳管内部的填充均匀性。另一条途径是在碳纳米管表面沉积磁性物质，目前主要可通过电镀、化学镀、CVD气相沉积法、溶胶凝胶法、置换反应等方法来实现磁性物质在碳纳米管表面的沉积。其中，化学镀改性方法具有镀层晶粒细小、镀层均匀度和致密度高等优点，且工艺简单、易控制，因此发展比较成熟。在沉积材料上，选择镀镍可使碳纳米管具有介电特性和亚铁磁性，可对电磁波同时产生介电损耗和磁损耗，从而达到较好的吸波效果；而且镍包覆后碳纳米管的表面活化能大大降低,从而一定程度的改善了碳纳米管的团聚。基于以上分析，本项目将通过化学镀镍工艺对碳纳米管进行磁改性，并通过对化学镀改性过程中的配方和工艺参数的调整，以及后续热处理工艺的施用和工艺参数控制，实现对改性产物的镀层厚度、镍层成分和结晶结构的可控化调整，从而制备出系列镀镍碳纳米管。在此基础上，对原料碳管和系列镀镍碳管的电导率、介电常数、磁导率等物性参数进行综合表征；并进一步制备以原料碳管和系列镀镍碳管产物为吸波剂的吸波涂料，并对所制备的系列吸波涂料的吸波性能进行对比研究。二、特色与创新点（200字以内）用化学镀工艺制备镀镍碳纳米管，通过对化学镀工艺参数的调节实现对镀镍层厚度和成分的调节，通过热处理工艺调节镍镀层的晶体结构。以原料碳管和所制改性碳管为吸波剂制备吸波涂料，对比研究不同吸波涂料在不同涂层厚度下的吸波曲线。三、项目进度安排（查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广等）起止时间开展内容2011.5~2011.6文献调研，确定实验方案，熟悉实验室操作规范2011.7~2011.10根据实验方案用化学镀方法制备改性碳纳米管，实施热处理工艺2011.11~2011.12对所制备产物进行综合表征测试2012.1~2012.2制备吸波涂料，测试吸波性能2012.3~2012.4分析实验数据，撰写项目总结报告四、拟利用资源（实验室、研究所、实训基地、仪器设备、资料等）相关实验室：高分子材料研究所；材料先进技术教育部重点实验室等。仪器设备：超声波发生器、合成反应装置、鼓风干燥箱、扫描电镜、投射电镜、X-ray衍射分析仪、四探针电阻测试仪、微波一体化矢量网络分析仪及弓形法反射率测试装置等。资料：相关中、英文书籍及论文。五、预期研究成果形式及申请经费：1.■文献资料综述2.□调查报告3.■研究论文4.□开发软件5.□设计6.□硬件研制7.□申请专利8.■其他名称：项目结题报告申请经费□1000元□1500元■2000元其他：□元六、项目诚信承诺本项目全体成员慎重承诺，本项目研究将遵守学校有关规定，恪守学术规范，不抄袭他人成果，不弄虚作假，先诚实做人，再诚信做学门和研究，按项目研究进度保质保量完成各项研究任务。如有违规行为，愿承担一切责任，接受学校的处理。项目组成员签名：年月日导师意见：（从项目学术性、创新性、可行性、研究性、可操作性和成效性加以评价）指导教师（签字）：年月日学院意见：签字：年月日专家意见：签字：年月日备注：1、本表为A4版本，请双面打印填写，同时挂在教务处主页上，纸面不足可另附；2、本表一式两份，一份交学院存档，一份交教务处备案，同时应提交相应电子稿；3、“负责人”一栏填写该项目组成员中负责组织、协调工作的学生信息。