课题基金基金详情
承载宽禁带半导体的功能化碳纳米管制备及高温电磁特性研究
结题报告
批准号:
51072024
项目类别:
面上项目
资助金额:
40.0 万元
负责人:
曹茂盛
依托单位:
学科分类:
E0203.碳素材料与超硬材料
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋维力、史晓玲、王大伟、路冉、温博、乔蓓蓓
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
承载宽禁带半导体的功能化碳纳米管,是指硫化镉、硫化锌、氧化锌等典型宽禁带半导体在碳纳米管表面沉积而形成的碳纳米管-宽禁带半导体CNTs-Semicon异质结构。通过本项研究,将发展均匀生长厚度可控的 CNTs-Semicon异质结构的制备方法,揭示其生长机理;研究高温下异质结构及其复合材料的微波介电、电导率、反射/吸收等温频特性,揭示其高温电磁响应机制、电磁特性及温频规律。预计通过本项研究,将在CNTs-Semicon异质结构均匀生长、功能层厚度可控制备等方面取得突破,将赋予碳纳米管以新物理特性和功能,促进新概念高性能吸波材料研究与发展。同时,本项研究还有利于形成跨学科的新学术思想和新学术观点,促进凝聚态物理、电介质物理、计算电磁学、材料科学等多学科交叉,支撑高温吸波隐身技术、电磁屏蔽与防护技术、电磁兼容技术、信息安全技术等领域科学发展和技术创新。
英文摘要
研究了MWCNTs/SiO2的高温介电性能。在温度范围为373-773 K,频段为8.2-12.4 GHz,MWCNTs/SiO2的介电性能呈现出强温度依赖性,高温微波吸收性能增强。基于实验数据,作出Cole-Cole图,拟合出不同温度下介电性能虚部,确认773 K以下电导率对数随温度倒数呈线性变化,电导损耗对介电损耗起主导作用。建立了MWCNTs电子传输模型和导电网络等效电路,阐述了温度和填充浓度等对复合材料电导、介电以及微波衰减的影响。制备了短切MWCNT和MWCNT/Al2O3复合材料。相比于原MWCNT/Al2O3,短切MWCNT/Al2O3的电导率的渗流阈值得到提高。这主要是因为短切MWCNT的团聚度减小与导电网络发生变化。.完成了ZnO-MWCNT异质结构复合材料的室温介电性能及其微波衰减的研究。研究了ZnO-MWCNT/SiO2复合材料高温介电性能及其微波吸收。研究发现, ZnO-MWCNT异质结构具有较高的损耗和优秀的微波吸收性能。ZnO-MWCNT异质结构填充量分别为5、10和15 wt.%时,ZnO-MWCNT/SiO2复合材料的介电常数实部和虚部随着温度的上升而增大,电导损耗对介电损耗起主要贡献,其损耗角随温度的变化基本保持不变,说明ZnO-MWCNT/SiO2的高温介电性能和微波吸收相对稳定。ZnO-MWCNT的石蜡基复合材料的RL最小值达到约-40dB,RL < -10 dB的频率带宽达到7 GHz。.PANI-MWCNT、Fe3O4-MWCNT、PANI-Fe3O4-MWCNT的石蜡基复合材料的RL最小值分别达到-80 dB、-75 dB和-16 dB,这说明其是一类非常优秀的宽带微波吸收材料。其物理本质在于PANI和Fe3O4相引入了界面,反映在复介电常数和磁导率上发生共振,增强了介电损耗和磁损耗,从而导致复合材料微波吸收性能增强和有效吸收带加宽。PANI的引入会降低MWCNT导电网络的导电性,从而减小了损耗。但PANI可以有效抑制Fe3O4氧化,并增强Fe3O4-MWCNT的结构稳定性。.制备了CdS-MWCNT异质结构,发现改变工艺条件,可以控制CdS在MWCNT表面的沉积量。研究了CdS-MWCNT石蜡基复合材料的微波介电性能,CdS-MWCNT填充量为14%时,其介电损耗可以达到0.8,属于高损耗复合材料。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
MWCNTs/SiO2 Composite System: Carrier Transmission, Twin-Percolation and Dielectric Properties
MWCNTs/SiO2复合体系:载流子传输、双渗流和介电性能
DOI:10.1088/0256-307x/28/10/107701
发表时间:2011
期刊:Chinese Physics Letters
影响因子:3.5
作者:
通讯作者:
Ferroferric Oxide/Multiwalled Carbon Nanotube vs Polyaniline/Ferroferric Oxide/Multiwalled Carbon Nanotube Multiheterostructures for Highly Effective Microwave Absorption
四氧化三铁/多壁碳纳米管与聚苯胺/四氧化三铁/多壁碳纳米管多异质结构的高效微波吸收
DOI:10.1021/am3021069
发表时间:2012-12-01
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Cao, Mao-Sheng;Yang, Jian;Yuan, Jie
通讯作者:Yuan, Jie
DOI:10.1016/j.materresbull.2013.12.042
发表时间:2014
期刊:Materials Research Bulletin
影响因子:5.4
作者:Song Wei-Li;Cao Mao-Sheng;Qiao Bei-Bei;Hou Zhi-Ling;Lu Ming-Ming;Wang Chan-Yuan;Yuan Jie;Liu Dong-Ni;Fan Li-Zhen
通讯作者:Fan Li-Zhen
DOI:10.1088/0256-307x/29/2/027701
发表时间:2012-02
期刊:Chinese Physics Letters
影响因子:3.5
作者:Jie Yuan;B. Wen;Z. Hou;Mingming Lu;W. Cao;Chuan Ba;X. Fang;M. Cao
通讯作者:Jie Yuan;B. Wen;Z. Hou;Mingming Lu;W. Cao;Chuan Ba;X. Fang;M. Cao
First-principles study of structural stability and electronic properties of rhombohedral and tetragonal PbZr0.5Ti0.5O3
菱面体和四方体PbZr0.5Ti0.5O3结构稳定性和电子性质的第一性原理研究
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Acta Physica Sinica
影响因子:1
作者:Shao Qing-Sheng;Liu Shi-Yu;Zhao Hui;Yu Da-Shu;Cao Mao-Sheng
通讯作者:Cao Mao-Sheng
分子层沉积构筑纳米纤维异维结构阵列及电磁器件
  • 批准号:
    52373280
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    曹茂盛
  • 依托单位:
分子层沉积重建导电网络构筑石墨烯微层板及电磁传感器
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    曹茂盛
  • 依托单位:
ALD-MLD构筑石墨烯杂化膜及变温电磁特性
  • 批准号:
    51977009
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    曹茂盛
  • 依托单位:
磁性石墨烯构筑及高温电磁特性研究
  • 批准号:
    11774027
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    曹茂盛
  • 依托单位:
低维吸波材料的高温微波响应关键科学问题及其吸波性能调控
  • 批准号:
    51132002
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    295.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    曹茂盛
  • 依托单位:
氧化锌纳米复合材料电性能的温频效应及高温微波能量衰减模型研究
  • 批准号:
    50972014
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    43.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    曹茂盛
  • 依托单位:
ZnOw/PZT 双相压电复合陶瓷的力学响应行为及强韧化机制研究
  • 批准号:
    50742007
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    9.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    曹茂盛
  • 依托单位:
氧化锌纳米结构复合材料的电磁响应行为及机理研究
  • 批准号:
    50572010
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    曹茂盛
  • 依托单位:
国内基金
海外基金