涂料中片状填料的表面改性与取向排列开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来,现代电子设备在民用、工业及军用等领域的快速发展,工作电磁波频率范围已达千兆赫(ghz)。此类高频电子设备广泛投入人们的日常生活中,不仅会相互干扰,对人体造成一定伤害,产生电磁污染,还有可能对飞机导航、自动控制产生影响以及信息泄露失真等安全事故。因此,研发高效吸波材料具有重要的实用价值。在目前开发的几种吸波材料中,磁损耗型吸波材料因具有较高的介电损耗和磁损耗,制品的厚度较小,吸收性能较强,是优良的吸波材料,磁损耗型可分为铁氧体型和磁性金属型等。磁性金属羰基铁粉由于原料价格低廉、热稳定性好、饱和磁化值大,因而被广泛使用。但此类磁性金属也存在一定问题,如填充率低、吸收频带窄等。

研究表明,普通羰基铁粉在高频下受限于snoek极限,不易获得较高的磁导率,而片状处理后的羰基铁粉可以突破snoek极限,得到较高的磁导率。walser等从理论上证明,在1-20ghz频率范围内,当片状颗粒的宽厚比在10-1000,其磁导率可提高10-100倍。

为进一步拓宽吸收频带,提高磁导率,解决单层吸波材料阻抗匹配较差的问题,通过片状羰基铁粉在基体树脂内取向,制备片状羰基铁粉/环氧树脂复合材料。因具有形状各向异性的结构,可进一步提高其snoek极限,从而在高频波段获得更高的磁导率以及更大的磁损耗。这是由于片状羰基铁粉内部存在一个有效各向异性场,磁矩绕这个等效场作有阻尼进动,如果有交变电磁场作用在此磁矩上,进动频率和交变场频率相同时,将发生共振,导致对电磁波的强烈吸收。片状粒子取向的过程是一个动态的表界面相互作用过程,其表面性质对其取向有十分重要的影响。因此本课题研究片状羰基铁粉的表面改性方法,以提高其在材料中的取向程度。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容:利用含氟改性剂降低羰基铁的表面张力,增强其在树脂基体中的流动性,使填料的取向排列更容易,提高取向程度,从而拥有更好的微波吸收效果。本论文以磁损耗型吸收剂中的羰基铁为研究对象,加入十三氟癸基三乙氧基硅烷或十七氟癸基三乙氧基硅烷或其他含氟试剂改性,对比改性前后材料的微观形貌、取向排列、电磁参数等,具体可以分为:

1. 制备片状羰基铁粉;

2. 加入不同配比的含氟改性剂,对片状羰基铁进行表面改性;

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3. 研究计划与安排

第1-3周(2月19日—3月8日):查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。拟定技术方案,并完成开题报告。


第4-9周(3月9日—3月20日):按照拟定的设计方案,继续查阅文献并进行实验,根据实验现象对方案进行适当调整,对片状金属粒子进行表面改性和表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]e.kirchner, flow-induced orientation of flakes in metallic coatings – ii. the orientation mechanism[j], progress in organiccoatings 124 (2018) 104-109.


[2]m. kyoung-sik, w. jiali, c.p. wong, study onself-alignment capability of electrically conductive adhesives (ecas) forflip-chip application[j], proceedingsinternational symposium on advanced packaging materials processes, propertiesand interfaces (ieee cat. no.01th8562), 2001, pp. 341-346.

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