FeSiAl系合金微粉復(fù)合材料電磁性能機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-27 01:08
FeSiAl合金片狀微粉具有低磁晶各向異性和高磁導(dǎo)率的特點(diǎn),通過調(diào)節(jié)微粉形貌可以使材料在吉赫茲頻段具有優(yōu)異的電磁吸波性能,在軍事隱身及民用抗電磁干擾方面得到了廣泛應(yīng)用。為滿足L、S波段上的微波吸收,對(duì)Fe SiAl合金片狀微粉高磁導(dǎo)率和低介電常數(shù)提出了更高需求,研究相關(guān)電磁參數(shù)調(diào)控機(jī)理,為其設(shè)計(jì)與制備提供理論指導(dǎo)顯得尤為重要。對(duì)于片狀FeSiAl合金微粉,形狀因子和內(nèi)部精細(xì)結(jié)構(gòu)是調(diào)節(jié)其在吉赫茲頻段微波磁性能的主要因素。對(duì)于前者,FeSiAl合金脆性較大,限制了形狀因子進(jìn)一步提高;對(duì)于后者,合金內(nèi)部的超點(diǎn)陣轉(zhuǎn)變及相應(yīng)磁特性缺乏更詳細(xì)的研究。與此同時(shí),對(duì)于片狀FeSiAl合金微粉介電常數(shù)過高、影響阻抗匹配的問題,現(xiàn)有研究主要集中于通過表面包覆或氧化來降低介電常數(shù),但對(duì)高介電常數(shù)的機(jī)理研究較少。同時(shí),常見的表面包覆或氧化處理手段雖然可以降低介電常數(shù),但都伴隨磁性能的降低,對(duì)材料的吸波性能有損害。因此,需要進(jìn)一步研究分析高介電常數(shù)機(jī)理,探索兼顧降低介電常數(shù)和保持高磁導(dǎo)率的改性工藝。本論文根據(jù)FeSiAl合金微粉吸收劑電磁參數(shù)的特點(diǎn)以及L,S波段微波吸收的要求,系統(tǒng)研究了配方成分、精細(xì)結(jié)構(gòu)、表面...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:107 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究背景
1.2.1 吸波材料概述
1.2.2 吸波材料的基本要求
1.2.3 FeSiAl合金吸收劑的特點(diǎn)
1.3 FeSiAl合金國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 論文的主要工作與創(chuàng)新
1.5 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 FeSiAl系片狀合金微粉電磁特性機(jī)理研究
2.1 微波磁譜的影響機(jī)理及磁極限研究
2.1.1 自然共振
2.1.2 斯諾克極限
2.1.3 有效媒質(zhì)理論
2.1.4 提高磁導(dǎo)率的措施
2.2 片狀合金微粉的微波介電譜的影響機(jī)理研究
2.2.1 復(fù)介電常數(shù)
2.2.2 電介質(zhì)的極化及微波復(fù)介電常數(shù)頻率色散關(guān)系
2.2.3 FeSiAl合金微粉高介電常數(shù)原因探究
2.3 樣品的制備與表征
2.3.1 FeSiAl系合金片狀微粉制備工藝
2.3.2 FeSiAl系合金片狀微粉的測(cè)試與表征
2.4 本章小結(jié)
第三章 Cr取代FeSiAl合金微粉形貌及磁性能機(jī)理研究
3.1 引言
3.1.1 FeSiAl合金中各元素的作用
3.1.2 Cr元素取代改性的目的
3.2 Cr取代Fe對(duì)合金的形貌及磁特性的影響
3.2.1 改性配方及制備工藝研究
3.2.2 Cr取代Fe對(duì)合金微粉微觀形貌及晶體結(jié)構(gòu)的影響
3.2.3 Cr取代Fe對(duì)合金微粉靜態(tài)磁參數(shù)及精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響
3.2.4 Cr取代Fe對(duì)合金微粉微波電磁參數(shù)的影響
3.3 Cr取代Si對(duì)合金的形貌及磁特性的影響
3.3.1 改性配方及制備工藝研究
3.3.2 Cr取代Si對(duì)合金微粉微觀形貌及晶體結(jié)構(gòu)的影響
3.3.3 Cr取代Si對(duì)合金微粉靜態(tài)磁參數(shù)及精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響
3.3.4 Cr取代Si對(duì)合金微粉微波電磁參數(shù)的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 FeSiAl系合金晶體結(jié)構(gòu)及磁性能影響機(jī)理研究
4.1 引言
4.2 FeSiAl系合金中常見的超晶格結(jié)構(gòu)
4.3 第一性原理計(jì)算不同超晶格的磁距與磁晶各向異性
4.3.1 仿真原理
4.3.2 晶體結(jié)構(gòu)仿真
4.3.3 磁特性仿真
75Si13Al10Cr2合金片狀微粉的超晶格相變研究"> 4.4 Fe75Si13Al10Cr2合金片狀微粉的超晶格相變研究
4.5 不同超晶格結(jié)構(gòu)下合金的Fe環(huán)境與靜磁參數(shù)研究
4.6 不同超晶體結(jié)構(gòu)下合金的微波磁導(dǎo)率影響
4.7 本章小結(jié)
第五章 FeSiAl系合金表面改性及介電常數(shù)研究
5.1 引言
5.2 FeSiAl系合金片狀微粉的表面改性方案
5.2.1 FeSiAl系合金片狀微粉的缺陷
5.2.2 FeSiAl系合金微粉表面改性方案選擇
2氣氛下的退火研究"> 5.3 FeSiAl合金微粉在N2氣氛下的退火研究
2氣氛下退火工藝參數(shù)"> 5.3.1 N2氣氛下退火工藝參數(shù)
2氣氛下退火對(duì)晶體結(jié)構(gòu)與微觀形貌的影響"> 5.3.2 N2氣氛下退火對(duì)晶體結(jié)構(gòu)與微觀形貌的影響
2氣氛下退火對(duì)電磁參數(shù)的影響"> 5.3.3 N2氣氛下退火對(duì)電磁參數(shù)的影響
2/N2氣氛下的退火研究"> 5.4 FeSiAl合金微粉在H2/N2氣氛下的退火研究
2/N2氣氛下熱處理表面改性機(jī)理"> 5.4.1 H2/N2氣氛下熱處理表面改性機(jī)理
2/N2氣氛下熱處理的工藝參數(shù)"> 5.4.2 H2/N2氣氛下熱處理的工藝參數(shù)
2/N2氣氛下退火對(duì)微觀形貌與晶體結(jié)構(gòu)的影響"> 5.4.3 H2/N2氣氛下退火對(duì)微觀形貌與晶體結(jié)構(gòu)的影響
2/N2氣氛下退火對(duì)表面成分與結(jié)構(gòu)的影響"> 5.4.4 H2/N2氣氛下退火對(duì)表面成分與結(jié)構(gòu)的影響
2/N2氣氛下熱處理過程中的選擇性表面氧化模型"> 5.4.5 H2/N2氣氛下熱處理過程中的選擇性表面氧化模型
2/N2氣氛下退火對(duì)復(fù)合材料有效電阻率的影響"> 5.4.6 H2/N2氣氛下退火對(duì)復(fù)合材料有效電阻率的影響
2/N2氣氛下退火對(duì)復(fù)合材料微波電磁參數(shù)的影響"> 5.4.7 H2/N2氣氛下退火對(duì)復(fù)合材料微波電磁參數(shù)的影響
2/N2氣氛下退火復(fù)合材料的吸波性能"> 5.4.8 H2/N2氣氛下退火復(fù)合材料的吸波性能
2/N2氣氛下熱處理的不同工藝探索"> 5.4.9 H2/N2氣氛下熱處理的不同工藝探索
5.5 本章小結(jié)
第六章 全文主要結(jié)論與展望
6.1 全文主要結(jié)論
6.2 研究的不足及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]艦艇隱身技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 周松,鄭秋,白攀峰,高立,田奧克. 機(jī)械管理開發(fā). 2017(01)
[2]電磁吸波材料的研究進(jìn)展[J]. 龐建峰,馬喜君,謝興勇. 電子元件與材料. 2015(02)
[3]溫度對(duì)氫氣還原氧化鐵影響及電化學(xué)性能研究[J]. 辛秦,王新東. 有色金屬科學(xué)與工程. 2015(01)
[4]鐵硅鋁磁粉芯的絕緣包覆研究[J]. 林坤,熊亞東,嚴(yán)密,張念偉,徐偉,郭婷,姜銀珠. 稀有金屬材料與工程. 2014(05)
[5]NiZn鐵氧體包覆FeSiAl合金復(fù)合材料及其微波電磁性能[J]. 薛志,劉濤,梁迪飛,謝建良,余靈峰. 磁性材料及器件. 2012(03)
[6]地雷殼體電磁屏蔽吸收材料應(yīng)用研究[J]. 羅先南,方向,高振儒,劉君,方鯤. 工程塑料應(yīng)用. 2012(06)
[7]Electron Structure and Microwave Absorbing Ability of Flaky FeSiAl Powders[J]. T.D.Zhou 1),D.F.Liang 2),L.J.Deng 2) and D.C.Luan 1) 1) Xihua University,Chengdu 610039,China 2) State Key Laboratory of Electronic Thin Films & Integrated Devices,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China. Journal of Materials Science & Technology. 2011(02)
[8]Structure and magnetic properties of Fe-based powders prepared by mechanical alloying[J]. Tingdong ZHOU 1,2), Zhengyun WANG 1), Jiangkang TANG 1) and Haipeng LU 2) 1) Key Laboratory of Special Material and Preparing Technology, Xihua University, Chengdu 610039, China 2) State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2010(05)
[9]艦載導(dǎo)彈武器電磁干擾防護(hù)技術(shù)探討[J]. 欒孝豐,李鵬. 艦船電子工程. 2010(09)
[10]隱身吸波材料的研究進(jìn)展[J]. 張健,張文彥,奚正平. 稀有金屬材料與工程. 2008(S4)
博士論文
[1]納米鐵磁金屬粉體及鐵氧體薄膜微波磁共振特性研究[D]. 劉濤.電子科技大學(xué) 2014
[2]易面各向異性磁粉復(fù)合材料微波吸收性能的研究[D]. 韓瑞.蘭州大學(xué) 2013
[3]非晶FeCo基合金的相變動(dòng)力學(xué)和軟磁性能研究[D]. 王昕.電子科技大學(xué) 2013
[4]平面型稀土金屬間化合物微粉/石蠟復(fù)合材料的微波吸收性質(zhì)[D]. 伊海波.蘭州大學(xué) 2012
[5]FeSiAl片狀微粉的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 周廷棟.電子科技大學(xué) 2009
[6]Fe-Ni軟磁合金吸波材料的設(shè)計(jì)與制備[D]. 張曉寧.北京工業(yè)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]FeSiAlCr/電介質(zhì)復(fù)合改性體系的微波電磁特性研究[D]. 劉秀麗.中南大學(xué) 2010
本文編號(hào):2940800
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:107 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究背景
1.2.1 吸波材料概述
1.2.2 吸波材料的基本要求
1.2.3 FeSiAl合金吸收劑的特點(diǎn)
1.3 FeSiAl合金國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 論文的主要工作與創(chuàng)新
1.5 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 FeSiAl系片狀合金微粉電磁特性機(jī)理研究
2.1 微波磁譜的影響機(jī)理及磁極限研究
2.1.1 自然共振
2.1.2 斯諾克極限
2.1.3 有效媒質(zhì)理論
2.1.4 提高磁導(dǎo)率的措施
2.2 片狀合金微粉的微波介電譜的影響機(jī)理研究
2.2.1 復(fù)介電常數(shù)
2.2.2 電介質(zhì)的極化及微波復(fù)介電常數(shù)頻率色散關(guān)系
2.2.3 FeSiAl合金微粉高介電常數(shù)原因探究
2.3 樣品的制備與表征
2.3.1 FeSiAl系合金片狀微粉制備工藝
2.3.2 FeSiAl系合金片狀微粉的測(cè)試與表征
2.4 本章小結(jié)
第三章 Cr取代FeSiAl合金微粉形貌及磁性能機(jī)理研究
3.1 引言
3.1.1 FeSiAl合金中各元素的作用
3.1.2 Cr元素取代改性的目的
3.2 Cr取代Fe對(duì)合金的形貌及磁特性的影響
3.2.1 改性配方及制備工藝研究
3.2.2 Cr取代Fe對(duì)合金微粉微觀形貌及晶體結(jié)構(gòu)的影響
3.2.3 Cr取代Fe對(duì)合金微粉靜態(tài)磁參數(shù)及精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響
3.2.4 Cr取代Fe對(duì)合金微粉微波電磁參數(shù)的影響
3.3 Cr取代Si對(duì)合金的形貌及磁特性的影響
3.3.1 改性配方及制備工藝研究
3.3.2 Cr取代Si對(duì)合金微粉微觀形貌及晶體結(jié)構(gòu)的影響
3.3.3 Cr取代Si對(duì)合金微粉靜態(tài)磁參數(shù)及精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響
3.3.4 Cr取代Si對(duì)合金微粉微波電磁參數(shù)的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 FeSiAl系合金晶體結(jié)構(gòu)及磁性能影響機(jī)理研究
4.1 引言
4.2 FeSiAl系合金中常見的超晶格結(jié)構(gòu)
4.3 第一性原理計(jì)算不同超晶格的磁距與磁晶各向異性
4.3.1 仿真原理
4.3.2 晶體結(jié)構(gòu)仿真
4.3.3 磁特性仿真
75Si13Al10Cr2合金片狀微粉的超晶格相變研究"> 4.4 Fe75Si13Al10Cr2合金片狀微粉的超晶格相變研究
4.5 不同超晶格結(jié)構(gòu)下合金的Fe環(huán)境與靜磁參數(shù)研究
4.6 不同超晶體結(jié)構(gòu)下合金的微波磁導(dǎo)率影響
4.7 本章小結(jié)
第五章 FeSiAl系合金表面改性及介電常數(shù)研究
5.1 引言
5.2 FeSiAl系合金片狀微粉的表面改性方案
5.2.1 FeSiAl系合金片狀微粉的缺陷
5.2.2 FeSiAl系合金微粉表面改性方案選擇
2氣氛下的退火研究"> 5.3 FeSiAl合金微粉在N2氣氛下的退火研究
2氣氛下退火工藝參數(shù)"> 5.3.1 N2氣氛下退火工藝參數(shù)
2氣氛下退火對(duì)晶體結(jié)構(gòu)與微觀形貌的影響"> 5.3.2 N2氣氛下退火對(duì)晶體結(jié)構(gòu)與微觀形貌的影響
2氣氛下退火對(duì)電磁參數(shù)的影響"> 5.3.3 N2氣氛下退火對(duì)電磁參數(shù)的影響
2/N2氣氛下的退火研究"> 5.4 FeSiAl合金微粉在H2/N2氣氛下的退火研究
2/N2氣氛下熱處理表面改性機(jī)理"> 5.4.1 H2/N2氣氛下熱處理表面改性機(jī)理
2/N2氣氛下熱處理的工藝參數(shù)"> 5.4.2 H2/N2氣氛下熱處理的工藝參數(shù)
2/N2氣氛下退火對(duì)微觀形貌與晶體結(jié)構(gòu)的影響"> 5.4.3 H2/N2氣氛下退火對(duì)微觀形貌與晶體結(jié)構(gòu)的影響
2/N2氣氛下退火對(duì)表面成分與結(jié)構(gòu)的影響"> 5.4.4 H2/N2氣氛下退火對(duì)表面成分與結(jié)構(gòu)的影響
2/N2氣氛下熱處理過程中的選擇性表面氧化模型"> 5.4.5 H2/N2氣氛下熱處理過程中的選擇性表面氧化模型
2/N2氣氛下退火對(duì)復(fù)合材料有效電阻率的影響"> 5.4.6 H2/N2氣氛下退火對(duì)復(fù)合材料有效電阻率的影響
2/N2氣氛下退火對(duì)復(fù)合材料微波電磁參數(shù)的影響"> 5.4.7 H2/N2氣氛下退火對(duì)復(fù)合材料微波電磁參數(shù)的影響
2/N2氣氛下退火復(fù)合材料的吸波性能"> 5.4.8 H2/N2氣氛下退火復(fù)合材料的吸波性能
2/N2氣氛下熱處理的不同工藝探索"> 5.4.9 H2/N2氣氛下熱處理的不同工藝探索
5.5 本章小結(jié)
第六章 全文主要結(jié)論與展望
6.1 全文主要結(jié)論
6.2 研究的不足及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]艦艇隱身技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 周松,鄭秋,白攀峰,高立,田奧克. 機(jī)械管理開發(fā). 2017(01)
[2]電磁吸波材料的研究進(jìn)展[J]. 龐建峰,馬喜君,謝興勇. 電子元件與材料. 2015(02)
[3]溫度對(duì)氫氣還原氧化鐵影響及電化學(xué)性能研究[J]. 辛秦,王新東. 有色金屬科學(xué)與工程. 2015(01)
[4]鐵硅鋁磁粉芯的絕緣包覆研究[J]. 林坤,熊亞東,嚴(yán)密,張念偉,徐偉,郭婷,姜銀珠. 稀有金屬材料與工程. 2014(05)
[5]NiZn鐵氧體包覆FeSiAl合金復(fù)合材料及其微波電磁性能[J]. 薛志,劉濤,梁迪飛,謝建良,余靈峰. 磁性材料及器件. 2012(03)
[6]地雷殼體電磁屏蔽吸收材料應(yīng)用研究[J]. 羅先南,方向,高振儒,劉君,方鯤. 工程塑料應(yīng)用. 2012(06)
[7]Electron Structure and Microwave Absorbing Ability of Flaky FeSiAl Powders[J]. T.D.Zhou 1),D.F.Liang 2),L.J.Deng 2) and D.C.Luan 1) 1) Xihua University,Chengdu 610039,China 2) State Key Laboratory of Electronic Thin Films & Integrated Devices,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China. Journal of Materials Science & Technology. 2011(02)
[8]Structure and magnetic properties of Fe-based powders prepared by mechanical alloying[J]. Tingdong ZHOU 1,2), Zhengyun WANG 1), Jiangkang TANG 1) and Haipeng LU 2) 1) Key Laboratory of Special Material and Preparing Technology, Xihua University, Chengdu 610039, China 2) State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2010(05)
[9]艦載導(dǎo)彈武器電磁干擾防護(hù)技術(shù)探討[J]. 欒孝豐,李鵬. 艦船電子工程. 2010(09)
[10]隱身吸波材料的研究進(jìn)展[J]. 張健,張文彥,奚正平. 稀有金屬材料與工程. 2008(S4)
博士論文
[1]納米鐵磁金屬粉體及鐵氧體薄膜微波磁共振特性研究[D]. 劉濤.電子科技大學(xué) 2014
[2]易面各向異性磁粉復(fù)合材料微波吸收性能的研究[D]. 韓瑞.蘭州大學(xué) 2013
[3]非晶FeCo基合金的相變動(dòng)力學(xué)和軟磁性能研究[D]. 王昕.電子科技大學(xué) 2013
[4]平面型稀土金屬間化合物微粉/石蠟復(fù)合材料的微波吸收性質(zhì)[D]. 伊海波.蘭州大學(xué) 2012
[5]FeSiAl片狀微粉的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 周廷棟.電子科技大學(xué) 2009
[6]Fe-Ni軟磁合金吸波材料的設(shè)計(jì)與制備[D]. 張曉寧.北京工業(yè)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]FeSiAlCr/電介質(zhì)復(fù)合改性體系的微波電磁特性研究[D]. 劉秀麗.中南大學(xué) 2010
本文編號(hào):2940800
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