有序介孔碳-金屬氧化物納米復(fù)合材料的制備及其應(yīng)用.pdf

1、隨著紅外探測(cè)器、米波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等先進(jìn)探測(cè)設(shè)備的相繼問世，隱身材料正朝著兼容米波、毫米波、紅外、激光等多波段隱身的多頻譜方向發(fā)展。碳材料是優(yōu)良的耐高溫吸波材料，能有效衰減雷達(dá)波信號(hào)，但碳材料的紅外發(fā)射率較高，因而限制了其在多波段隱身中的應(yīng)用。已知氧化鋁、氧化鈦、氧化鉍等金屬氧化物具有較低的紅外發(fā)射率，是具有應(yīng)用前景的紅外隱身涂層填料。為此，本文結(jié)合碳材料和金屬氧化物隱身性能的各自特點(diǎn)，嘗試在合成介孔碳時(shí)添加金屬醇鹽，以期獲

2、得在8~14μm波段具有較低發(fā)射率的有序介孔碳-金屬氧化物納米復(fù)合材料。
　　 本文首先以三元共組裝法制備了有序介孔C-Al2O3納米復(fù)合材料，通過調(diào)節(jié)前驅(qū)體的相對(duì)含量控制碳與氧化鋁的比例。以三元乙丙橡膠(EPDM)為粘結(jié)劑，有序介孔C-Al2O3納米復(fù)合材料為填料，兩者混合制備了涂層。涂層的濕膜厚度為100μm(成干膜后35μm)，復(fù)合材料中金屬氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為50％時(shí)，其紅外發(fā)射率為0.622，70％時(shí)可低至0.456，

3、表明復(fù)合材料中氧化鋁含量越高，涂層的紅外發(fā)射率越低。
　　 以上實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)C-Al2O3納米復(fù)合材料至少需要在900℃下熱處理才能獲得一定的晶體結(jié)構(gòu)，在該溫度下，無法維持復(fù)合材料有序的介孔結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)TiO2晶化溫度較低，在紅外波段有較低的紅外發(fā)射率。由此本文嘗試合成含有TiO2的碳-金屬氧化物納米復(fù)合材料，結(jié)果表明在氮?dú)庀?00°C煅燒后獲得了具有晶化骨架的、熱穩(wěn)定性較高的有序介孔C-TiO2納米復(fù)合材料。并以C-TiO2納

4、米復(fù)合材料為填料制備EPDM基涂層，測(cè)試結(jié)果表明其紅外發(fā)射率可進(jìn)一步降低至0.393。
　　 本文進(jìn)一步嘗試以可溶性酚醛樹脂為碳前驅(qū)體、異丙醇鋁為鋁源、鈦酸四丁酯為鈦源、F127為模板劑，通過多元共組裝法制備介孔納米復(fù)合材料。氮?dú)馕摳綔y(cè)試結(jié)果表明該復(fù)合材料具有明顯的雙介孔孔徑和較大的比表面積，在復(fù)合材料中金屬氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為50％。將介孔C-Al2O3-TiO2納米復(fù)合材料與EPDM混合制備涂層，初步測(cè)試結(jié)果顯示，Al/T