Příprava a charakterizace pokročilých spinel feritových nanokompozitů pro elektromagnetické aplikace

Abstract

Nedávný vývoj v oblasti elektronických technologií a technologií přenosu informací zlepšil život společnosti. Různé technologie spojené s elektromagnetickými (EM) vlnami, jako je komunikace páté generace (5G), výrazně zlepšily a zlepšily životy lidí. Pokrok v oblasti komunikace a elektronických zařízení však také zvýšil elektromagnetickou interferenci (EMI), která zhoršuje funkčnost elektronických zařízení a také ovlivňuje lidské zdraví. Aby se minimalizovalo EMI, jsou polymerní nanokompozity potenciálním kandidátem na použití jako stínící materiál proti EMI díky flexibilitě, mechanickým vlastnostem, snadnému zpracování, nízké hmotnosti a dalším přizpůsobeným vlastnostem. Samotný polymer je však nemagnetický, a proto omezuje jeho použití pro stínění EMI. Vysoce výkonný absorbér EM vln by měl mít silné dielektrické a magnetické ztráty. V poslední době přitahují značnou pozornost spinelové ferity (MFe2O4, M = Zn, Co atd.) díky svým značným magnetickým vlastnostem a chemické stabilitě, které se používají jako plnivo uvnitř polymerních kompozitů pro aplikace stínění EMI. Navíc sekundární plnivo, jako je grafit a redukovaný oxid grafenu, jsou také ideální volbou pro použití jako vodivé plnivo. V této práci byly pomocí sonochemického přístupu syntetizovány různé spinelové feritové nanočástice. Dále byly syntetizované nanočástice spinelového feritu začleněny spolu s vodivým plnivem, jako je komerčně dostupný grafit nebo syntetizovaný redukovaný oxid grafenu (rGO) v termoplastické polyuretanové (TPU) polymerní matrici. Tato práce byla zaměřena na vývoj různých polymerních nanokompozitních systémů (a) Zn2+ substituované nanočástice kobaltového feritu spolu s redukovaným oxidem grafenu v TPU matrici (b) Cu2+ substituované kobalt feritové nanočástice s redukovaným oxidem grafenu v TPU matrici (c) optimalizace wt % vodivého grafitu a nanočástic feritu kobaltu v TPU matrici. Kromě toho byly vyvinuté nanokompozity použity pro aplikace stínění EMI. Dále byly zkoumány EM parametry jako komplexní permitivita a permeabilita, dielektrické ztráty, magnetické ztráty, elektrická vodivost, aby se studovala jejich závislost na EMI stínícím mechanismu vyvinutých polymerních nanokompozitů. Impedanční přizpůsobovací koeficient a konstanta útlumu pomohly předpovědět EMI stínící mechanismus připravených polymerních nanokompozitů.