本文關(guān)鍵詞：樹(shù)枝狀和片狀氮化鐵吸波劑的可控制備及吸波性能研究

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【摘要】：隨著電子信息時(shí)代的到來(lái),電磁波不僅在軍事領(lǐng)域,而且在民用領(lǐng)域也得到了越來(lái)越多的關(guān)注,電磁波已逐漸滲透到生活的方方面面,因此制備高性能的電磁波屏蔽材料已成為研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前,新型吸波劑正致力于向“薄”、“輕”、“寬”、“強(qiáng)”進(jìn)一步發(fā)展。本課題基于山東大學(xué)碳纖維工程技術(shù)中心對(duì)碳／鐵系復(fù)合吸波劑的研究,采用了水熱合成法制備了具有形狀各向異性的氧化鐵。分別使用弱電解質(zhì)鐵氰化鉀和強(qiáng)電解質(zhì)氯化鐵作為鐵源,將其置于密閉水熱反應(yīng)釜進(jìn)行水熱合成,探究了其在不同反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)(12h～60h)、不同原料濃度(0.02mol/L-0.2mol/L)、不同介質(zhì)pH值和后處理時(shí)間(0h～10h)條件下的產(chǎn)物形貌與實(shí)驗(yàn)工藝之間的關(guān)系,分析了物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)使用性能的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)于樹(shù)枝狀產(chǎn)物,原料濃度對(duì)產(chǎn)物形貌影響較大,水熱合成溫度越高,濃度越大,得到的樹(shù)枝狀氧化鐵產(chǎn)物晶粒越粗大,次級(jí)結(jié)構(gòu)越不明顯,在濃度O.lmol/L時(shí)結(jié)果最佳,而后處理時(shí)間對(duì)產(chǎn)物尺寸影響較��；對(duì)于片狀產(chǎn)物,介質(zhì)pH對(duì)產(chǎn)物形貌影響較大,較低的pH值下生成球狀產(chǎn)物,較高pH值下生成片狀產(chǎn)物,其他條件則對(duì)產(chǎn)物影響較弱。氮化鐵吸波材料的制備是利用水熱合成的氧化鐵作為原料,在電阻爐內(nèi)通入氨氣進(jìn)行滲氮處理,實(shí)驗(yàn)探究了不同的滲氮時(shí)間(3h-9h)、不同的滲氮溫度(450℃-540℃)和一系列不同梯度氮?jiǎng)?0.4-1.2)條件下所得氮化鐵產(chǎn)物形貌與實(shí)驗(yàn)參數(shù)的關(guān)系,并采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)最終產(chǎn)物的組成、形貌與電磁性能進(jìn)行測(cè)試,系統(tǒng)地對(duì)產(chǎn)物形貌受反應(yīng)條件的影響程度進(jìn)行了分析,并探討兩種形貌γ-Fe4N對(duì)電磁波的吸收情況。結(jié)果表明,在后續(xù)的氮化實(shí)驗(yàn)中,氮化時(shí)間和氮?jiǎng)輰?duì)最終產(chǎn)品物相影響很大,氮?jiǎng)莸陀?.0時(shí)產(chǎn)物傾向于生成純相的γ-Fe4N,高于1.0則傾向于生成Fe3N。隨著氮化時(shí)間的增加,氮化程度更加徹底：枝狀表現(xiàn)為蜷曲狀增多,形貌越發(fā)不規(guī)則；片狀表現(xiàn)為表面紋路更加細(xì)小,溝壑狀更加明顯。本文還證實(shí)了不同形貌γ-Fe4N對(duì)于電磁波有不同的吸波能力。其中,樹(shù)枝狀γ-Fe4N對(duì)7～18GHz頻段的高頻電磁波有較好的吸波性能,且吸收能力較強(qiáng)。當(dāng)材料的匹配厚度為2mm時(shí),對(duì)Fe和γ-Fe4N混合物,在5GHz處達(dá)到吸收峰值約-9.5dB,隨著匹配厚度增加,吸收逐漸移至低頻方向,吸收頻寬變小的同時(shí)吸收強(qiáng)度卻有所增大,當(dāng)匹配厚度為3mm時(shí),匹配厚度為3mm時(shí),在3GHz處達(dá)到最大吸收峰-12dB。而片狀γ-Fe4N對(duì)2-6GHz等較低頻段的電磁波有一定的吸收能力,但效果不如枝狀γ-Fe4N顯著。
【關(guān)鍵詞】：吸波材料 電磁參數(shù) 氮化鐵 水熱合成
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB34
【目錄】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 引言15
• 1.2 吸波材料的發(fā)展趨勢(shì)及研究背景15-17
• 1.2.1 吸波材料的發(fā)展歷史及趨勢(shì)15-16
• 1.2.2 吸波材料的研究背景16-17
• 1.3 微波吸收原理17-19
• 1.3.1 吸波材料的電磁參數(shù)17-19
• 1.3.2 吸波材料機(jī)理19
• 1.4 吸波材料的分類19-22
• 1.4.1 磁損耗型吸收劑20-21
• 1.4.2 電阻損耗型吸收劑21-22
• 1.4.3 介電損耗型吸收劑22
• 1.5 本文的研究目的與研究?jī)?nèi)容22-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法25-35
• 2.1 引言25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備25-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-27
• 2.3 技術(shù)路線27
• 2.4 不同形貌α-Fe_2O_3粉末的水熱合成27-30
• 2.4.1 樹(shù)枝狀α-Fe_2O_328-30
• 2.4.2 片狀α-Fe_2O_330
• 2.5 不同形貌氮化鐵粉末的制備30-33
• 2.5.1 樹(shù)枝狀氮化鐵粉末30-32
• 2.5.2 片狀氮化鐵粉末32-33
• 2.6 測(cè)試與表征33-35
• 2.6.1 XRD測(cè)試33
• 2.6.2 SEM測(cè)試33
• 2.6.3 磁性能測(cè)試33
• 2.6.4 吸波性能測(cè)試33-35
• 第三章 α-Fe_2O_3的制備及結(jié)構(gòu)分析35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 水熱合成條件對(duì)樹(shù)枝狀α-Fe_2O_3的影響35-40
• 3.2.1 鐵氰化鉀濃度對(duì)產(chǎn)物的影響36-38
• 3.2.2 后處理時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的影響38-39
• 3.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的影響39-40
• 3.3 水熱合成條件對(duì)片狀α-Fe_2O_3的影響40-44
• 3.3.1 NaOH用量對(duì)產(chǎn)物的影響40-43
• 3.3.2 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物的影響43-44
• 3.3.3 氯化鐵濃度對(duì)產(chǎn)物的影響44
• 3.4 本章小結(jié)44-47
• 第四章 氮化鐵粉末的制備及微觀結(jié)構(gòu)47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 滲氮工藝對(duì)樹(shù)枝狀鐵氮化合物影響47-50
• 4.2.1 氮?jiǎng)輰?duì)形貌及物相的影響47-49
• 4.2.2 溫度對(duì)形貌及物相的影響49-50
• 4.3 滲氮工藝對(duì)片狀鐵氮化合物影響50-52
• 4.3.1 滲氮工藝對(duì)形貌影響50-52
• 4.3.2 滲氮工藝對(duì)物相影響52
• 4.4 本章小結(jié)52-55
• 第五章 氮化鐵粉末吸波性能分析55-63
• 5.1 樹(shù)枝狀氮化鐵電磁性能分析55-56
• 5.2 樹(shù)枝狀氮化鐵粉末吸波性能分析56-60
• 5.3 片狀氮化鐵粉末吸波性能分析60-61
• 5.4 本章小節(jié)61-63
• 第六章 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 致謝71-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-75
• 參與的科研項(xiàng)目75-76
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表76

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本文編號(hào)：604574