聚苯胺钡铁氧体纳米复合材料的制备、表征及性能.pdf

V01．29 高等学校化学学报 No．3 2008年3月 CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES 640一644 聚苯胺钡铁氧体纳米复合材料的 制备、表征及性能 李元勋1，刘颖力1，张怀武1，凌味未1，谢云松1，XIAOJohn—Qian92 (1．电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都610054； 2．特拉华大学天文与物理系，纽华克，19716) 摘要采用原位掺杂聚合法，将聚苯胺(PANI)对粒径在60一80am的M型钡铁氧体颗粒(BaFe。：O。9)进行了 包覆，得到了具有棒状结构的复合材料．通过x射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(YIIR)、扫描电子 显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段对材料的形貌和结构进行了表征．结果表明，PANI链段 与BaFe。：0。，颗粒之间存在作用力．使用振动磁强计和四探针法测定了复合材料的磁性能与电性能后发现， 饱和磁化强度与矫顽力均随聚苯胺含量的增加呈规律性下降趋势，而电导率呈上升趋势．复合材料的吸收 特性测试结果表明，该材料反射率小于一20dB时，带宽可以达到15．07GHz．同时详细地讨论了纳米复合 材料的聚合机理及相互作用． 关键词聚苯胺；钡铁氧体；磁性材料 中图分类号0631．1 文献标识码A 文章编号0251-0790(2008)03-0640-05 聚苯胺(PANI)由于具有良好的导电性、特殊的掺杂机制以及稳定性好、易于加工、吸收频带宽等 优点而被广泛用于吸波、抗电磁屏蔽材料的制备¨。1．研究结果表明，PANI具有较大的电损耗性能， 但磁损耗很小，并且聚苯胺的形貌对其性能与应用有着较大影响[4]．特别是具有针状、球形和管状等 微观形貌的PANI更是受到了广泛的关注¨再J． 为了进一步提高材料的性能及拓宽应用领域，常常将PANI导电材料赋予磁性功能，这主要是通 过PANI与铁氧体复合的手段实现．而应用较多的是立方尖晶石结构的铁氧体材料．Deng等1通过共 沉氧化技术合成了Fe，O。一PANI的复合材料，并研究了其磁电性能，可以应用于磁记录领域．Jiang 等旧。通过原位合成法得到了LiNi铁氧体．PANI壳层结构的复合材料，其比饱和磁化强度盯。为2一lo 物，并研究了材料的电磁性能，电导率为10一一10～S／era，or。为3．6～16．6 emu／g． 铁氧体吸波主要是由自然共振引起的，因此，若采用六角晶系铁氧体复合，利用其自然共振频率 高于立方尖晶石结构1～2个数量级的特点，可用于高频吸波材料的研究‘10|．基于这个原理，本文将 聚苯胺与纳米级M一型钡铁氧粉体通过原位掺杂聚合的方式复合，制备了具有棒状结构的导电磁性聚 苯J移y钡铁氧体纳米复合材料，并对复合材料的结构与性能进行了表征． 1 实验部分 1．1试剂与仪器 NH，·H：0均为市售分析纯． S 采用Hitachi 微镜观察纳米粉体形貌；使用日本岛津的FTIR8400S型红外光谱仪测定样品的红外吸收谱；使用Phi． 收稿日期：2007旬7-16． 基金项目：国家自然科学杰出青年基金(批准号和电子科技大学校青年基金(批准号资助 联系人简介：李元勋，男，硕士，讲师，主要从事电子信息材料与元器件研究．E-mail：liyuanxun@uestc．edu．cn No．3 李元勋等：聚苯胺钡铁氧体纳米复合材料的制备、表征及性能 X’PertPro lips MPD仪对样品进行x射线衍射(XRD)分析，CuKot，A=0．154056nm，步长为0．020； 8720 复合材料的吸波特性通过同轴线法，采用AgilentET矢量网络分析仪为核心的拱形法反射率测试 GHz． 系统测试，测试频率范围为1—18 1．2 BaFel2019的制备