论文总字数：24928字

摘 要

在现代社会中，电磁波污染无处不在，为了减少它对我们的威胁，研发出一种高性能的电磁吸收材料成为了我们努力的目标。超轻SiC泡沫材料继承了碳泡沫的三维网状骨架，具有耐高温、结构稳定、比表面积大、气孔率大、密度小等特点，是优秀的微波吸收载体材料，MXene材料因其官能团丰富、比表面积大等特点是目前吸波领域的最有前途的材料之一，将超轻SiC泡沫与MXene复合能够获得更好的吸波性能。

本文采用三聚氰胺泡沫高温碳化得到超轻碳泡沫，再运用CVD工艺在超轻碳泡沫表面沉积一层SiC涂层制得超轻SiC泡沫，然后采用HCl LiF腐蚀工艺制备出单层/少层Ti₃C₂T_x纳米片。本文运用浸滞吸附法将超轻SiC泡沫和少层Ti₃C₂T_x复合制备出超轻SiC泡沫/Ti₃C₂T_x复合材料，并对其结构进行表征并研究MXene在SiC泡沫中的吸附量对其吸波性能的影响。

经过预测，以超轻SiC泡沫/Ti₃C₂T_x复合材料为吸波剂、石蜡为基体所制备的复合材料，其性能随MXene吸附量的增大，先提升再降低。总体来说，经过复合后的超轻SiC泡沫/Ti₃C₂T_x复合材料比复合前原材料的吸波性能有很大的提升。

关键词：MXene SiC泡沫 复合材料 吸波性能

Preparation and Microwave Absorption Properties of Ultralight SiC Foam Composite Mxene Material

Abstract

In modern society, electromagnetic wave pollution is everywhere. In order to reduce its threat to us, the development of a high-performance electromagnetic absorption material has become the goal of our efforts. The ultra-light SiC foam material inherits the three-dimensional network skeleton of carbon foam, and has the characteristics of high temperature resistance, stable structure , large specific surface area, large porosity, and low density. It is an excellent microwave absorption carrier material. MXene material is characterized by its rich functional groups and large specific surface area. At present, one of the most promising materials in the field of wave absorption, the combination of ultra-light SiC foam and MXene can obtain better wave absorption performance.

In this paper, high-temperature carbonization of melamine foam is used to obtain ultra-light carbon foam, then CVD process is used to deposit a layer of SiC coating on the surface of ultra-light carbon foam to obtain ultra-light SiC foam, and then single layer / less layer Ti₃C₂T_x nanometer sheets are prepared by HCl LiF etching. In this paper, the ultra-light SiC foam and Ti₃C₂T_x composite were prepared by immersion adsorption method to prepare ultra-light SiC foam / Ti3C2Tx composite material, and the structure was characterized and the effect of the adsorption amount of MXene in SiC foam on its absorbing performance was studied

It is predicted that the performance of the composite material prepared by using ultra-light SiC foam / Ti₃C₂T_x composite material as a wave absorber and paraffin as a matrix will increase first and then decrease as the adsorption amount of MXene increases. In general, the ultra-light SiC foam / Ti3C2Tx composite material after compounding has greatly improved the absorbing performance of the raw material before compounding.

Key words: Multilayer Mxene；SiC Foam；Composite Materials；Absorbing Performance

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2吸波性能简介 2

1.2.1吸波材料及吸波机理 2

1.2.2吸波条件 2

1.3碳泡沫简介 2

1.4 SiC泡沫吸波材料简介 3

1.4.1 SiC泡沫材料的制备 3

1.4.2 SiC泡沫的性质 4

1.4.3 SiC泡沫的吸波性能 5

1.5 MXene材料简介 6

1.5.1 MXene材料的制备 6

1.5.2MXene的性质 7

1.5.3 MXene材料的吸波性能 8

1.5.4 MXene的应用 8

1.6国内外发展现状 8

1.6.1 国外研究现状 8

1.6.2 国内研究现状 9

1.7本课题的提出及研究内容 10

第二章 实验与表征 11

2.1实验原料 11

2.2实验设备 11

2.3实验流程 12

2.4实验步骤 13

2.4.1 超轻碳泡沫的制备 13

2.4.2 超轻SiC泡沫的制备 13

2.4.3 单层MXene材料的制备 14

2.4.4超轻SiC泡沫与MXene的复合 14

2.5表征方法 15

2.5.1 XRD分析 15

2.5.2 SEM分析 15

2.5.3 TEM分析 15

2.5.4矢量网络分析仪测试 15

第三章 结果与讨论 16

3.1 SiC泡沫/MXene的微观形貌 16

3.2 SiC泡沫/MXene的物相分析 19

3.3 SiC泡沫/MXene吸波性能研究 20

3.4 SiC泡沫/MXene吸波机理探究 23

第四章 结论 25

参考文献 26

致谢 30

第一章 绪论

1.1引言

近年来，随着电子设备广泛应用，电磁波污染已成为不可避免的环境污染，不仅影响电子设备的运行，而且影响人类健康，并在军事应用领域引起诸多问题。电子设备的故障可能会对战略系统（例如飞机，通信系统，控制系统和核反应堆）造成灾难性的影响^[1]。电磁（EM）吸波材料可以将EM能量转换为热能或通过干扰消散EM波，理想的电磁吸波材料必须具有高的热稳定性，优异的化学稳定性，良好的机械强度和低密度以及强大的微波吸收能力，同时，最好拥有轻巧、宽带、薄的特点。然而，现有的电磁吸收材料很难同时满足上述所有要求，因此，迫切需要开发新型的高性能电磁吸收材料。

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