本文關(guān)鍵詞： 準(zhǔn)一維材料 納米復(fù)合 鐵氧體 軟磁相 硬磁相 交換耦合作用 電磁波吸收　出處：《江蘇大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：電子科技的飛速發(fā)展,在給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí),伴隨的電磁污染和電磁干擾也在嚴(yán)重地危害著人類的健康。因此,研究和開發(fā)具有優(yōu)異性能的先進(jìn)微波吸收材料有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。理想的微波吸收材料應(yīng)具有“薄、輕、寬、強(qiáng)”(即厚度薄、質(zhì)量輕、頻帶寬、吸波強(qiáng))等特點(diǎn),傳統(tǒng)的吸波材料已無(wú)法滿足現(xiàn)代科技對(duì)吸波材料越來(lái)越高的要求。磁性納米復(fù)合材料是指在納米尺度內(nèi)由軟硬磁兩相復(fù)合而成的一種新型磁性材料。當(dāng)軟硬磁兩相間存在強(qiáng)烈的交換耦合作用時(shí),在保留兩相各自優(yōu)異的磁性能(例如軟磁相的高飽和磁化強(qiáng)度和硬磁相的高矯頑力)的同時(shí),還能有效增強(qiáng)復(fù)合體系的磁能積,提高整體的吸波性能。但是,對(duì)于粉體和薄膜材料而言,由于納米顆粒極易團(tuán)聚,致使兩相顆粒尺度通常超出了理論交換耦合長(zhǎng)度的范圍,大大減弱了兩相間的交換耦合作用。近年來(lái),一維磁性納米材料因其新穎的物理和化學(xué)性質(zhì)以及在高密度垂直磁記錄、磁傳感器、微納米功能器件、催化以及磁性復(fù)合材料等方面的潛在應(yīng)用而受到人們的廣泛關(guān)注。由于一維或準(zhǔn)一維材料具有獨(dú)特的形狀各向異性和限域作用,有助于解決納米顆粒的團(tuán)聚問題,有效地提高軟硬磁之間的交換耦合作用,從而拓寬其對(duì)電磁波吸收的頻帶,提高整體的吸波性能。本文以無(wú)機(jī)金屬鹽為主要原料,分別采用有機(jī)凝膠先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法和靜電紡絲法成功制備了鐵氧體基軟硬磁復(fù)合微納米纖維；通過(guò)TG、XRD、SEM、TEM、FTIR、 VSM和NA等分析手段對(duì)復(fù)合纖維的結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行了表征,研究了它們的電磁特性,其主要工作和取得的創(chuàng)新性結(jié)果如下：1.準(zhǔn)一維鐵氧基軟硬磁復(fù)合微納米纖維。(1)采用有機(jī)凝膠先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法和靜電紡絲法分別制備了一系列具有較大長(zhǎng)徑比的鐵氧體基軟硬磁復(fù)合微納米纖維(如BaxSr1-xFe12O19(0≤x≤1)鐵氧體微米中空纖維；SrFe12O19/Ni0.5Zn0.5Fe12O19復(fù)合鐵氧體納米纖維；定向MeFe12O19/Ni0.5Zn0.5Fe2O4(MFO/NZFO,Me=Ba2+、Sr2+)復(fù)合鐵氧體微米中空纖維和BaFe12O19/α-Fe復(fù)合納米纖維)。(2)通過(guò)TG、FTIR、XRD、 SEM、TEM和VSM對(duì)前驅(qū)體的熱分解和目標(biāo)纖維的結(jié)構(gòu)及磁性進(jìn)行了表征。納米纖維的直徑均勻地分布在100-150 nm之間,兩相顆粒呈一定的異質(zhì)結(jié)構(gòu)排列；微米纖維中空結(jié)構(gòu)明顯,其直徑約占整個(gè)纖維直徑的2/3,軟磁相均勻地鑲嵌在硬磁相的表面。(3)提出了中空結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。2.準(zhǔn)一維鐵氧基軟硬磁復(fù)合微納米纖維的磁交換耦合作用。(1)研究了鐵氧體基復(fù)合微納米纖維的物相、微觀結(jié)構(gòu)和形貌對(duì)磁交換耦合作用的影響,并探討了相關(guān)的物理機(jī)制,尤其兩相組分和在納米尺度內(nèi)顆粒的均勻分布對(duì)磁交換耦合的促進(jìn)作用。(2)研究了不同測(cè)試溫度下,鐵氧體復(fù)合微納米纖維的磁性能,探討了在不同的溫度下磁交換耦合作用和偶極相互作用對(duì)磁疇自旋偏轉(zhuǎn)的影響機(jī)制。3.準(zhǔn)一維鐵氧基軟硬磁復(fù)合微納米纖維的電磁波吸收特性。(1)揭示了準(zhǔn)一維鐵氧基軟硬磁復(fù)合材料的物相組成、微觀結(jié)構(gòu)和形貌與電磁波吸收特性三者之間的關(guān)系。(2)運(yùn)用交換耦合理論解釋了準(zhǔn)一維鐵氧基軟硬磁復(fù)合微納米纖維的電磁波吸收特性隨組分的變化趨勢(shì),同時(shí)對(duì)比了微納米纖維的電磁波吸收特性的差異,建立了電磁波吸收特性對(duì)磁疇翻轉(zhuǎn)的依賴關(guān)系。4.多層吸波體的設(shè)計(jì)及吸波特性。探討了結(jié)構(gòu)、組成和吸波層厚度對(duì)多層吸波體吸波特性的影響。尤其當(dāng)外層BaFe12O19/Fe為1.6 mm,中間層金屬Fe為0.1 mm,內(nèi)層Ni0.5Zn0.5Fe2O4為0.1 mm時(shí),此時(shí)三層吸波體反射率在15.5 GHz達(dá)到-98.9 dB(12.6 GHz),反射率小于-10 dB的吸收頻帶覆蓋了整個(gè)X波段(8.2-12.4 GHz)和Ku波段(12.4-18 GHz)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB33

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