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材料导报  2020, Vol. 34 Issue (14): 14034-14038    https://doi.org/10.11896/cldb.19070140
  无机非金属及其复合材料 |
煅烧温度对Zn0.96Co0.04O纳米纤维吸波性能的影响
汪心坤, 赵芳, 王建江
陆军工程大学石家庄校区, 石家庄 050003
Effect of Calcination Temperature on Microwave Absorbing Properties of Zn0.96Co0.04O Nanofibers
WANG Xinkun, ZHAO Fang, WANG Jianjiang
Shijiazhuang Campus of Army Engineering University, Shijiazhuang 050003, China
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摘要 以醋酸锌、硝酸钴和聚乙烯吡咯烷酮为主要原料,采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了Zn0.96Co0.04O纳米纤维。利用热重-差热分析仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和矢量网络分析仪研究了前驱体纤维的热分解过程以及煅烧温度对样品晶体结构、微观形貌和微波吸收性能的影响。结果表明,复合纤维经600 ℃及以上温度煅烧后,均生成单一六方纤锌矿型Zn0.96Co0.04O。随着煅烧温度的升高,Zn0.96Co0.04O纤维的形貌由三维网状向“竹节”状转变,并最终失去纤维形态,呈现出不规则的纳米颗粒形态;与此同时,目标纳米纤维的最大吸收峰向高频移动。当煅烧温度为600 ℃时,制备的Zn0.96Co0.04O表现出最佳的电磁特性,具有优异的微波吸收性能。样品的最低反射率为-18.18 dB,有效吸收带宽为2.5 GHz(7.5~10 GHz)。
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汪心坤
赵芳
王建江
关键词:  Zn0.96Co0.04O纳米纤维  静电纺丝  煅烧温度  微波吸收    
Abstract: Single-phase Zn0.96Co0.04O nanofibers were successfully fabricated via sol-gel method in combination with electrospinning technique using zinc acetate, cobalt nitrate and polyvinylpyrrolidone as principal raw materials. The thermal decomposition process of as-spun precursor nanofibers and the influences of calcination temperature on the crystal structure, micromorphology and microwave-absorbing properties of the prepared nanofiber samples were investigated by means of thermogravimetric and differential thermal analysis, X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy and vector network analyzer. The result shows that single hexagonal wurtzite Zn0.96Co0.04O are obtained after calcining at above 600 ℃. With the increase of calcination temperature, the morphology of Zn0.96Co0.04O fiber changed from three-dimensional network to bamboo-like structure, and eventually lost the fiber morphology and presents the irregular.At the same time, the maximum absorption peak of nanofibers moves toward a high frequency. The Zn0.96Co0.04O exhibits best electromagnetic properties at the calcination temperature 600 ℃, and the as-prepared samples possess excellent microwave absorption performance. The qualified absorption bandwidth reaches 2.5 GHz (7.5—10 GHz), and the minimum reflectivity reaches -18.18 dB.
Key words:  Zn0.96Co0.04O nanofibers    electrospinning    calcination temperature    microwave absorption
               出版日期:  2020-07-25      发布日期:  2020-07-14
ZTFLH:  TB34  
基金资助: 河北省自然科学基金青年科学基金(E2015506011)
作者简介:  汪心坤,2017年6月毕业于中国石油大学(华东),获得理学学士学位。现为陆军工程大学石家庄校区硕士研究生。目前主要研究领域为纳米功能材料。
赵芳,陆军工程大学石家庄校区副教授。多次担任全国大学生金相技能大赛评审委员会及监督委员会委员。主要研究领域为功能陶瓷吸波材料,作为项目骨干成员,参与国家自然科学基金、河北省自然科学基金在内的军内科研项目十多项,授权国家发明专利4项,实用新型专利5项,所发表论文被SCI、EI索引20余篇。
引用本文:    
汪心坤, 赵芳, 王建江. 煅烧温度对Zn0.96Co0.04O纳米纤维吸波性能的影响[J]. 材料导报, 2020, 34(14): 14034-14038.
WANG Xinkun, ZHAO Fang, WANG Jianjiang. Effect of Calcination Temperature on Microwave Absorbing Properties of Zn0.96Co0.04O Nanofibers. Materials Reports, 2020, 34(14): 14034-14038.
链接本文:  
http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.19070140  或          http://www.mater-rep.com/CN/Y2020/V34/I14/14034
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