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EMI shielding composites based on magnetic nanoparticles and nanocarbons

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dc.contributor.advisorPozuelo de Diego, Javier
dc.contributor.advisorGĂ³nzalez GĂ³nzalez, MarĂ­a
dc.contributor.authorCrespo Ribadeneyra, MarĂ­a
dc.contributor.departamentoUC3M. Departamento de Ciencia e IngenierĂ­a de Materiales e IngenierĂ­a QuĂ­micaes
dc.date.accessioned2015-05-06T11:30:56Z
dc.date.available2015-05-06T11:30:56Z
dc.date.issued2014-12
dc.date.submitted2014-12-11
dc.descriptionMenciĂ³n Internacional en el tĂ­tulo de doctor
dc.description.abstractThe response of nanocomposites towards electromagnetic (EM) radiation can be tailored through the electrical conductivity, permittivity and magnetic permeability. Several composites with singular microstructures and containing either conductive nanoinclusions, magnetic nanoparticles or the combination of both, have been prepared and characterized. The performance of our materials as EM interference (EMI) shields, has been determined from 1 to 18 GHz and elucidated in terms of their electric and magnetic behavior. Cu -- Ni ferrite nanoparticles with varying stoichiometry were synthesized inside the pores of micro-silica particles. This inusulating, multiscale reinforcement was used to prepare epoxy composites. The EMI shielding performance of these materials was studied in order to determine the specific role of the magnetic nanoinclusions. The combined effect of magnetism and conductivity in EMI blocking was studied in composites containing magnetite nanoparticles and carbon nanofibers (CNFs) or carbon nanotubes (CNTs). These latter were assembled into three-dimensional architectures (CNT-scaffolds and CNT-sponges) to study the interconnectivity between CNTs with regard to EMI shielding. In CNT-scaffolds, nanotubes were post-assembled with a polymeric binder. These structures showed that the conductivity and shielding ability could be up-shifted without increasing the reflectivity, since good CNT-interconnectivity is achieved at low nanotube loads. In CNT-sponges, it was observed that enhanced contact between nanotubes further improves EM blocking within the entire frequency range.es
dc.description.abstractEn este trabajo se han preparado y caracterizado materiales compuestos con nanopartĂ­culas magnĂ©ticas y nanocarbonos con el fin de estudiar sus propiedades como apantallantes electromagnĂ©ticos en el rango de 1 a 18 GHz. Se sintetizaron nanopartĂ­culas de ferrita con diferentes composiciones de Cu y Ni, usando como molde los poros de micropartĂ­culas de sĂ­lice mesoporosa. Los materiales hĂ­bridos de sĂ­lice-ferrita se incorporaron homogĂ©neamente en una matriz epoxĂ­dica para estudiar el efecto de la carga magnĂ©tica en la eficiencia de apantallamiento. El rol de la conductividad en sĂ­, y bajo la influencia de magnetismo, se evaluĂ³ en sistemas con nanotubos (CNTs) y nanofibras (CNFs) de carbono. Las CNFs se combinaron con nanopartĂ­culas de magnetita y fueron incorporadas en una matriz epoxi. Las propiedades electromagnĂ©ticas se estudiaron y se contrastaron con las de materiales anĂ¡logos sin nanopartĂ­culas de magnetita. Con respecto a los CNTs, se prepararon dos tipos de estructuras tridimensionales: esponjas y aerogeles de CNTs. Los aerogeles se infiltraron con una resina y el alto apantallamiento electromagnĂ©tico resultante sugiere que es posible favorecer la interconectividad entre CNTs formando redes segregadas del nanorefuerzo en la matriz. Este control de la nanoarquitectura, a su vez favorece la absorciĂ³n de la radiaciĂ³n electromagnĂ©tica incidente sin que en la superficie de los materiales, por el hecho de ser conductores, predomine la reflexiĂ³n. Con las esponjas de CNTs, se pudo corroborar el efecto positivo de la interconectividad en el apantallamiento. En estas estructuras, los CNTs se encuentran muy cerca unos de otros y entre ellos no existen barreras polimĂ©ricas aislantes. Estos materiales ultraligeros presentaron una alta capacidad de apantallamiento en todo el rango de frecuencia estudiado.es
dc.description.degreePrograma Oficial de Doctorado en Ciencia e IngenierĂ­a de Materialeses
dc.description.responsabilityPresidente: Humberto Terrones Maldonado.- Secretario: Juan JosĂ© Vilatela GarcĂ­a- Vocal: Raquel Verdejo MĂ¡rquezes
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10016/20623
dc.language.isoenges
dc.rights.accessRightsopen accesses
dc.subject.ecienciaMaterialeses
dc.subject.otherEMI shieldinges
dc.subject.otherCompositeses
dc.subject.otherMagnetic nanocompositeses
dc.titleEMI shielding composites based on magnetic nanoparticles and nanocarbonses
dc.typedoctoral thesis*
dspace.entity.typePublication
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