A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能

二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能

指導(dǎo)老師：崔素萍教授報(bào)告人：王林北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能研究背景1實(shí)驗(yàn)方法2性能及分析3結(jié)束語4A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能一、研究背景隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及國民生活水平的提高，各種現(xiàn)代化的電子設(shè)備開始普及。一方面，大大改善了人們的生活條件另一方面，給人們的身體和生活帶來了嚴(yán)重的危害民用方面：影響廣播電視、電子儀表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)在軍事上：泄露機(jī)密信息，暴露指揮所A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能結(jié)果要求在2～5GHz頻段內(nèi)，中心吸收量達(dá)到-5～-7dB試驗(yàn)內(nèi)容以水泥砂漿作為基體，以二氧化錳作為填充料，制備二氧化錳-水泥基復(fù)合材料。本文探討了在2～8GHz頻率范圍內(nèi)把二氧化錳添加到水泥砂漿中制成水泥基復(fù)合材料的吸波性能，以及二氧化錳的用量、制備工藝及材料厚度對(duì)水泥基復(fù)合材料性能影響，并探討了二氧化錳對(duì)水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能的影響A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能2.2、配合比設(shè)計(jì)

SampleNo.w(ManganeseDioxide)/%Proportionsofmortar/gm(w)/m(c)DisposalmeansofAbsorbingmaterialsManganeseDioxideCementSandWater1#0045013502250.500blendwithcement2#1018045011702250.357blendwithcement3#203604509902700.333blendwithcement4#254504509003150.350blendwithcement5#305404508103600.364blendwithcement6#407204506304050.346blendwithcement7#305404508103600.364blendwithcement8#305404508103600.364blendwithcement9#305404509002700.333blendwithsandA5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能吸波性能測(cè)試方法測(cè)試單位：航空材料研究院測(cè)量頻率范圍：2～8GHz被測(cè)樣品尺寸：180mm×180mm的正方形平板材料性能測(cè)試方法強(qiáng)度檢測(cè)方法測(cè)試抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度每組做3個(gè)試樣，取其平均值為最終數(shù)據(jù)

A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能圖1制備工藝對(duì)試樣反射率的影響A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能3.2二氧化錳摻量對(duì)吸波性能的影響

圖2MnO2的摻量對(duì)試樣反射率的影響A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能3.3水泥基復(fù)合材料厚度對(duì)其反射率的影響

圖3試樣厚度對(duì)反射率的影響A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能3.4二氧化錳摻量對(duì)水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響

SamplesStrengthof3day/MPaStrengthof7day/MPaStrengthof28day/MPaFlexure/pressiveFlexure/pressiveFlexure/pressiveSampleof0wt%MnO25.35/25.877.40/34.658.32/47.85Sampleof10wt%MnO27.32/36.737.88/42.038.53/53.83Sampleof20wt%MnO25.98/27.876.87/32.457.87/42.38Sampleof25wt%MnO25.15/19.325.92/26.656.77/34.83Sampleof30wt%MnO24.25/16.205.02/20.125.77/27.67Sampleof40wt%MnO23.37/12.734.20/16.054.65/21.58A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能結(jié)束語（1）MnO2是一種在低頻下較好的吸波劑，其吸波顯著的波段在5GHz以下，并且具有一個(gè)極限用量值；在MnO2同一摻量下，存在一個(gè)極限厚度（2）在小于5GHz的頻段范圍內(nèi)，摻量為20wt%的3#樣品基本均小于-5dB，在2.06GHz處，吸收量達(dá)到-21.75dB，并且其小于-5dB的吸波頻段還將向小于2GHz的低頻段延伸（3）摻量為20wt%的吸波性能較優(yōu)異的3#樣品，與標(biāo)準(zhǔn)膠砂相比其力學(xué)強(qiáng)度并沒有受到較大的影響，為民用電磁防護(hù)提供了一種新型的吸波材料，同時(shí)也為水泥基復(fù)合材料提供了一條多功能化的方向A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能我國水泥材料資源豐富、適應(yīng)性強(qiáng)、耐久性好，是工程建設(shè)中最主要的建筑材料。通過改善水泥的性能將其應(yīng)用在建筑物上進(jìn)行電磁波的防護(hù)，無疑是一種既高效又廉價(jià)的方式吸波材料在民用方面研究的較少，國家“十一五”計(jì)劃提出的建筑室內(nèi)輻射污染控制與改善關(guān)鍵技術(shù)研究的議題，主要是解決民用方面防輻射的問題發(fā)展現(xiàn)狀A(yù)5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能二、實(shí)驗(yàn)2.1、原材料北京琉璃河水泥廠42.5普通硅酸鹽水泥，比表面積350m2/kg普通中砂(全部通過3.15mm篩)北京高麗工貿(mào)有限公司制備的MnO2，粒度為600nm。A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能2.3試樣制備過程

稱料干混加水?dāng)嚢枳⑷朐嚹5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能3結(jié)果與分析

3.1制備工藝對(duì)試樣反射率的影響制備工藝對(duì)復(fù)合材料中二氧化錳的分散狀態(tài)有著直接的影響，而二氧化錳的分散狀態(tài)又決定了和材料的吸波性能。因而有必要對(duì)二氧化錳的添加方式對(duì)吸波性能的影響進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)選用二氧化錳先與水泥混合再與石英砂混合，以及先與石英砂混合再與水泥混合制備復(fù)合材料的兩種方式，進(jìn)而測(cè)試其吸波性能進(jìn)行對(duì)比A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能從圖1可看出：兩個(gè)試樣在3～8GHz頻率范圍內(nèi)的反射率差別不太大，而在小于3GHz頻率范圍內(nèi)，5#的反射率明顯低于二氧化錳先與石英砂進(jìn)行混合的試樣9#，并且在4.2GHz處復(fù)合材料還有一個(gè)不太顯著的吸收峰，這就表明二氧化錳的顯著吸波頻段是在較低的頻段下(<5GHz).二氧化錳的粒度較小MnO2的比表面積較大在電磁場(chǎng)輻射下原子、電子運(yùn)動(dòng)加劇,促使磁化,使電磁能轉(zhuǎn)化為熱能,從而增加了對(duì)電磁波的吸收性能現(xiàn)象：原因分析：A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能由圖2可以看出：在2～8GHz頻率范圍內(nèi)，隨著MnO2摻量的增大，復(fù)合材料的吸收峰值逐步向低頻移動(dòng)，但其中心吸收量卻不是越來越低，在摻量為20%時(shí)復(fù)合材料的吸波性在整個(gè)波段的表現(xiàn)最好，因而二氧化錳的滲濾閾值在20%左右（1）MnO2在砂漿中的分散影響（2）MnO2存在部分團(tuán)聚，在與水泥混合后混合料的均勻性與流動(dòng)性較差（3）MnO2用量增加到30wt%和40wt%時(shí)，由于電磁波傳播的自由空間本性波阻抗與復(fù)合材料本性波阻抗的不匹配引起電磁波發(fā)生較強(qiáng)的界面反射現(xiàn)象：原因分析：A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能現(xiàn)象：原因分析：厚度為10mm的5#樣品在低頻下的反射率明顯比厚度為15mm和20mm的7#、8#樣品的反射率要小，5#樣品的最小反射率為-11.6dB材料的吸波性能不僅與其磁導(dǎo)率和介電常數(shù)等參數(shù)有關(guān)，而且還與材料的厚度有關(guān)，每種試樣都有一個(gè)最佳匹配厚度；由材料吸收率表達(dá)式為。由于厚底增加，7#和8#樣品的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)發(fā)生變化，加之復(fù)合材料阻抗與自由空間本性波阻抗不匹配，導(dǎo)致其反射率增加，其中心吸收量變大。因而，可以看出，在摻量為30wt%時(shí)，其匹配厚度應(yīng)在10mm左右A5-王林-二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!二氧化錳–水泥基復(fù)合材料的制備與性能現(xiàn)象：原因分析：當(dāng)MnO2的摻量為10wt%時(shí)，試樣的3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度比其他摻量的試樣要高摻量為20wt%試樣的抗折強(qiáng)度與空白樣的相差不多，但其抗壓強(qiáng)度有所下降。隨著摻量的逐步增加，其強(qiáng)度也隨著下降MnO2粒度較小，很好的填充了膠砂中的縫