羰基鐵由于具備較大的磁損耗角、較高的飽和磁化強度和居里溫度等優(yōu)點,已經(jīng)成為了一種廣泛應用的磁損耗型吸波材料。但羰基鐵復介電常數(shù)大,頻譜特性和抗腐蝕性能較差,不能滿足在特定頻段上對電磁波的強損耗,高吸收特點。因此,針對羰基鐵在吸波特性上的不足,可以通過采用表面改性的方法,降低復介電常數(shù),提高磁導率,使自由空間阻抗和改性后羰基鐵的阻抗接近匹配,達到衰減電磁波的目的。本文旨在通過多元體系復合摻雜來制備改性的片狀羰基鐵吸波材料,分析改性后片狀羰基鐵的微觀結構、物相組成和電磁參量,并根據(jù)電磁場傳輸線理論模擬計算出反射損耗(Reflection Loss,RL)。具體內容如下:(1)采用三種不同的硬脂酸鹽(硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硬脂酸鈉)作為一元摻雜體系,通過高能球磨制備改性的羰基鐵吸波材料,研究改性后樣品的電磁參量和反射損耗隨頻率的變化規(guī)律。X射線衍射(XRD)結果顯示:改性后三種樣品均呈現(xiàn)出α-Fe相衍射峰,且衍射峰的寬度和高度均無明顯變化。添加硬脂酸鈣摻雜制備的改性樣品分散較為均勻,磁導率較高,介電常數(shù)低,在涂層厚度為1.5mm時,反射損耗在同摻雜體系中最低為-7.73dB,吸波性能較強。(2)采用硬脂酸鈣分別與鈷粉、二氧化硅、二氧化鈦作為二元摻雜體系,研究改性的羰基鐵樣品的電磁參量和反射損耗的變化。實驗結果表明:二元體系摻雜制備的改性羰基鐵樣品細化和片狀化程度高,獲得了較高的磁導率,具備更佳的阻抗匹配特性。根據(jù)XRD圖譜發(fā)現(xiàn)改性后粉末的相結構仍然均呈現(xiàn)α-Fe體心立方結構。設計材料厚度為1.5 mm時,添加硬脂酸鈣和二氧化鈦的二元體系摻雜制備的改性樣品取得最小反射損耗,在1.94 GHz處可達-7.92dB,有效吸收頻寬(RL-6 dB)為1.87 GHz,適合作為低頻1~4GHz頻段的厚度薄、寬頻雷達波吸收劑。(3)研究吸波材料三元摻雜體系的復合效果,一是采用硬脂酸鈣、KH-560分別和鈷粉、二氧化硅、二氧化鈦進行復合摻雜,二是采用鈷粉、二氧化硅和二氧化鈦的兩兩混合物與硬脂酸鈣進行復合摻雜。實驗結果表明,兩種摻雜體系制備的樣品顆粒形態(tài)均為光滑平整的片狀結構,在一定程度上增加了吸收電磁波的表面積。兩者的物相結構顯示出在物料球磨過程中,羰基鐵始終呈現(xiàn)α-Fe體心立方結構,沒有其他物相生成。但通過第二種摻雜方式制備的樣品,根據(jù)Bragg公式,球磨過程中所形成的晶格內應力較小,使得衍射峰稍稍向低角度偏移。從反射損耗角度來看,通過兩種三元體系的摻雜方式制備出的樣品的吸收峰均位于2~4 GHz頻段。添加硬脂酸鈣、KH-560和二氧化鈦的三元摻雜體系與添加二氧化硅、二氧化鈦和硬脂酸鈣的三元摻雜體系在同體系中取得最小反射損耗峰值,分別為-12.46 dB和-11.15 dB;低于-10dB的有效吸收頻寬分別為1.02 GHz和0.51 GHz。對比兩種方式,添加偶聯(lián)劑KH-560的三元摻雜體系具有最低的反射損耗極值,并在RL-10dB具有最佳的衰減、損耗電磁波的性能,能較好的實現(xiàn)低頻段上的寬頻、高吸收要求。
【學位單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB34
【部分圖文】：

圖 2.2 COXEM EM-30 型臺式（桌面式）掃描電子顯微衍射儀射（X-ray Diffraction，XRD）是利用材料顆粒晶體形成空間排列狀況的結構分析方法。質結構中的原子、分子排列規(guī)律具有嚴格的周期性，當陣排列的不同原子或分子衍射。根據(jù)布拉格規(guī)則，當兩時，兩束光會因相位的一致性產生相長干涉，也稱為衍相組成和微觀結構進行準確的數(shù)據(jù)分析，廣泛應用于電用 Nanostar U 型 X 射線衍射儀來分析實驗樣品的物相描電壓為 40kV，電流為 40mA，掃描范圍（2θ）在 1

矢量網(wǎng)絡分析儀示意圖

圖 3.2 一元體系摻雜改性羰基鐵樣品的掃描電鏡圖.2 物相分析一元體系摻雜制備的改性羰基鐵樣品的 XRD 圖譜如圖 3.3 所示，圖中顯示出添加活性劑摻雜經(jīng)高能球磨法制備的樣品主要為α-Fe 體心立方結構，樣品 1#、2#、3現(xiàn)了明顯的α-Fe 相衍射峰，且各樣品的峰位強度保持不變，說明多種表面活性劑基鐵吸波材料的過程未產生新的物相，沒有破壞羰基鐵內部晶體結構和相結構[74-7

【參考文獻】

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1 李旺昌;周祥;應耀;張旭;姜力強;車聲雷;;雷達吸波隱身材料的進展及發(fā)展趨勢[J];材料導報;2015年S2期

2 張琰卿;丁志榮;溫嬌;郝瑞莉;高陽;;羰基鐵的球磨改性及性能研究[J];南通大學學報(自然科學版);2015年02期

3 葉志民;莊海燕;董偉;任潤桃;燕劉軍;;羰基鐵粉表面改性及其電磁性能研究[J];材料開發(fā)與應用;2014年06期

4 王軒;朱冬梅;向耿;周萬城;羅發(fā);周影影;;羰基鐵吸收劑的研究進展[J];材料導報;2014年23期

5 張永搏;唐麗云;徐飛;位建強;喬亮;王濤;;硅烷偶聯(lián)劑表面處理后FeSiAl微米片的電磁和微波吸收特性研究[J];功能材料;2014年10期

6 宦峰;謝國治;陳將偉;唐東明;田維;顧海霞;王林;;低頻吸波材料研究進展[J];材料導報;2014年01期

7 徐玉林;徐明波;楊水金;;XRD在無機合成中物相分析的應用[J];湖北師范學院學報(自然科學版);2013年04期

8 周乾;陸明;;納米SiO_2包覆對羰基鐵粉電磁性能的影響[J];兵器材料科學與工程;2013年06期

9 馮雪;楊偉超;張明輝;葛晨;蘇敏;;電磁屏蔽材料的應用研究進展[J];廣東化工;2013年20期

10 張寶芹;于名訊;張偉;黃成亮;李永波;;各向異性磁性吸波材料的研究進展[J];宇航材料工藝;2013年03期

本文編號：2807388