有序介孔碳-金屬氧化物納米復合材料的制備及其應用.pdf

1、隨著紅外探測器、米波雷達、毫米波雷達、激光雷達等先進探測設備的相繼問世，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，能有效衰減雷達波信號，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，是具有應用前景的紅外隱身涂層填料。為此，本文結合碳材料和金屬氧化物隱身性能的各自特點，嘗試在合成介孔碳時添加金屬醇鹽，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納米復合材料，通過調節(jié)前驅體的相對含量控制碳與氧化鋁的比例。以三元乙丙橡膠(EPDM)為粘結劑，有序介孔C-Al2O3納米復合材料為填料，兩者混合制備了涂層。涂層的濕膜厚度為100μm(成干膜后35μm)，復合材料中金屬氧化物的質量分數約為50％時，其紅外發(fā)射率為0.622，70％時可低至0.456，

3、表明復合材料中氧化鋁含量越高，涂層的紅外發(fā)射率越低。
　　 以上實驗中發(fā)現C-Al2O3納米復合材料至少需要在900℃下熱處理才能獲得一定的晶體結構，在該溫度下，無法維持復合材料有序的介孔結構。文獻報導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-金屬氧化物納米復合材料，結果表明在氮氣下600°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納米復合材料。并以C-TiO2納

4、米復合材料為填料制備EPDM基涂層，測試結果表明其紅外發(fā)射率可進一步降低至0.393。
　　 本文進一步嘗試以可溶性酚醛樹脂為碳前驅體、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合材料。氮氣吸脫附測試結果表明該復合材料具有明顯的雙介孔孔徑和較大的比表面積，在復合材料中金屬氧化物的質量分數約為50％。將介孔C-Al2O3-TiO2納米復合材料與EPDM混合制備涂層，初步測試結果顯示，Al/T