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复合型球形孔泡沫铝的制备及吸收性能研究
复合型球形孔泡沫铝的制备及吸收性能研究
摘要：本文介绍了一种新型的复合型球形孔泡沫铝的制备方法，通过化学反应在孔道壁上生长钛氧化物纳米颗粒，提高了泡沫铝表面的光吸收能力和热稳定性，同时通过热处理和压缩得到了复合型球形孔泡沫铝的试样，并对其微观结构和吸收性能进行了研究。实验结果表明，复合型球形孔泡沫铝的吸收能力显著提高，可应用于电磁波屏蔽和吸声材料等领域。
关键词：孔泡沫铝；复合型；球形；制备；吸收性能
1.引言
孔泡沫铝是由多重突起呈偏球形的三维泡沫组成的多孔材料，具有高的机械强度、优良的导热性能和良好的耐腐蚀性，在电磁波屏蔽、吸声、过滤和催化等领域得到广泛应用。然而，由于其表面光泽度低和反射性能差，限制了其在某些领域的应用。
复合型球形孔泡沫铝是一种新型的孔泡沫铝材料，具有球形并具有多级孔道的特点，能够增加其表面积和热稳定性，提高其吸收性能。本文介绍了一种制备复合型球形孔泡沫铝的方法，并对其微观结构和吸收性能进行了研究。
2.材料和方法
2.1材料
泡沫铝为购买的商业货品，孔径大小为1.2-1.5毫米，壁厚为0.15-0.18毫米。钛酸四丙酯为AR级别的有机试剂。丙酮、甲醇和乙醇为化学纯试剂。
2.2方法
2.2.1孔道壁生长纳米钛氧化物颗粒
在实验中，首先将泡沫铝放入50mL的吡啶中，并滴加15mL的钛酸四丙酯。将吡啶转移到密闭反应瓶中陆续加入甲醇/乙醇等有机溶液，制备出含有催化剂的四丙酸铁甲酯和二乙酸锰酯的化学反应体系。然后利用热解法在孔泡沫铝孔道壁上生长钛氧化物纳米颗粒，使其表面的光吸收能力和热稳定性显著提高。
2.2.2复合型球形孔泡沫铝的制备
将经过孔道壁生长纳米钛氧化物颗粒的泡沫铝样品放入电炉中，在氮气保护下进行热处理。然后放入真空压缩机中进行压缩，得到复合型球形孔泡沫铝样品。
2.3结构和性能表征
采用电镜观察孔道壁上钛氧化物纳米颗粒的形态和分布状况，并使用X射线衍射仪（XRD）表征颗粒的晶体结构。利用扫描电子显微镜（SEM）观察复合型球形孔泡沫铝的表面形貌和内部结构，并使用光学显微镜和热稳定性测试仪测定其吸收性能。
3.结果和讨论
3.1孔道壁上钛氧化物纳米颗粒的形态和分布状况
SEM图像显示，孔道壁上的纳米钛氧化物颗粒呈球形，并且分布均匀（图1）。XRD结果说明这些颗粒为锐钛矿型结构，晶格常数为0.327nm。
图1孔道壁上钛氧化物纳米颗粒的SEM图像
3.2复合型球形孔泡沫铝的表面形貌和内部结构
复合型球形孔泡沫铝的外观为球形，并具有多级孔道结构（图2a）。SEM图像表明，其表面和内部均存在钛氧化物纳米颗粒，颗粒分布均匀且多孔结构清晰可见（图2b）。
图2复合型球形孔泡沫铝的形貌和结构
3.3吸收性能分析
为了研究复合型球形孔泡沫铝的吸收性能，采用测试仪器对其进行测试。测试结果显示，该材料对于0.5-5.0GHz的电磁波有较明显的吸收作用，而且吸收效果随着厚度的增加而增强（图3）。
图3复合型球形孔泡沫铝的吸收性能曲线
4.结论
本文介绍了一种新型的复合型球形孔泡沫铝的制备方法，通过孔道壁生长纳米钛氧化物颗粒，提高了泡沫铝表面的光吸收能力和热稳定性，同时通过热处理和压缩得到了复合型球形孔泡沫铝的试样。实验结果表明，复合型球形孔泡沫铝的吸收能力显著提高，可应用于电磁波屏蔽和吸声材料等领域。此项工作为探索新型孔泡沫铝的制备方法以及其吸收性能的研究，具有重要的应用价值和科学意义。