本文關(guān)鍵詞：鎳鋅鐵氧體及其復(fù)合材料的制備與吸波性能研究　出處：《南京航空航天大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：作為一種性能優(yōu)異的高頻軟磁材料,鎳鋅鐵氧體(NixZn1-xFe2O4)由于具有較高的磁導(dǎo)率、共振頻率和優(yōu)異的介質(zhì)損耗特性而廣泛應(yīng)用于微波吸收等領(lǐng)域。NixZn1-xFe2O4中鎳鋅比例、制備工藝參數(shù)(如表面活性劑種類(lèi)、煅燒溫度、p H值、表面活性劑用量等)對(duì)樣品的形貌及電磁性能都產(chǎn)生重要的影響,因此可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)調(diào)節(jié)鎳鋅比例及工藝參數(shù)。為改善單一鐵氧體高溫特性差以及密度大的缺點(diǎn),擴(kuò)展其在輕質(zhì)吸波領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,本文分別將NixZn1-xFe2O4與導(dǎo)電聚苯胺PANI及多壁碳納米管MWCNTS進(jìn)行復(fù)合,通過(guò)現(xiàn)代分析手段(如XRD、SEM、FT-IR、VSM及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等)進(jìn)一步探究鎳鋅鐵氧體復(fù)合后形貌及電磁性能的變化規(guī)律。研究的主要內(nèi)容如下:1、利用共沉淀法制備了不同鎳鋅比例的NixZn1-xFe2O4樣品,發(fā)現(xiàn)鎳鋅比例決定其靜磁性能:當(dāng)x=0時(shí),樣品的磁化強(qiáng)度極低,其后隨著x的增加飽和磁化強(qiáng)度(Ms)逐漸增大,在x=0.6時(shí)(Ni0,6Zn0.4Fe2O4)達(dá)到最大(Ms=62.9 emu/g);x繼續(xù)增加時(shí)樣品的Ms略有下降。2、系統(tǒng)研究了實(shí)驗(yàn)條件(如表面活性劑種類(lèi)/用量、溫度、p H值等)對(duì)Ni0.6Zn0.4Fe2O4樣品形貌及電磁性能的影響。結(jié)果表明:添加了表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)所得樣品不僅分散均勻,而且在不同涂層厚度下其吸波性能均較好,其中當(dāng)涂層厚度為5 mm時(shí),添加CTAB制備的樣品在6.04 GHz處獲得反射損耗峰值最大為-20.37 d B;在1100℃的條件下煅燒形成的樣品顆粒尺寸均勻且晶型完整,吸波性能上也表現(xiàn)優(yōu)異。在涂層厚度2 mm時(shí)樣品的最大反射損耗就達(dá)到了-10 d B,當(dāng)涂層厚度分別為4、5 mm時(shí)其最大反射損耗分別達(dá)到了-19.08、-39.33 d B。不同p H條件及表面活性劑用制備的樣品盡管形貌都變化不大,但在吸波性能上表現(xiàn)出一定的差異。其中p H=11.51制備的樣品在涂層厚度為5 mm時(shí)最大反射損耗值最大達(dá)到了-46.76 d B;n(Ni0.6Zn0.4Fe2O4):n(CTAB)=2:1制備的樣品在涂層厚度為5 mm時(shí)獲得最大為-54.60 d B,且有效頻帶寬達(dá)到了5.56 GHz(3.2 GHz-8.76 GHz)。3、原位制備了不同復(fù)合比例的PANI/Ni0.6Zn0.4Fe2O4,發(fā)現(xiàn)復(fù)合比例影響其吸波性能:按n(Ani)):n(Ni0.6Zn0.4Fe2O4)=1:2的比例進(jìn)行復(fù)合得到的樣品表現(xiàn)出最佳的吸波性能。當(dāng)涂層厚度為2.6 mm時(shí),樣品的最大反射損耗在12.79 GHz處達(dá)到最大值-40.20 d B,且有效頻帶寬達(dá)到了4.98 GHz(10.57-15.55 GHz)。4、采用水熱法,原位復(fù)合得到MWCNTS不同含量的MWCNTS/Ni0.6Zn0.4Fe2O4復(fù)合材料。隨MWCNTS含量的增加,復(fù)合材料的形貌及性能都發(fā)生了一定的變化。其中水熱合成的納米Ni0.6Zn0.4Fe2O4顆粒尺寸為20-30 nm的球狀晶粒且分布比較均勻。也可以明顯的看出隨著加入的碳納米管量的增大,碳納米管表面負(fù)載的納米Ni0.6Zn0.4Fe2O4顆粒減少,符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。因?yàn)閺?fù)合材料中納米Ni0.6Zn0.4Fe2O4的團(tuán)聚現(xiàn)象導(dǎo)致了碳納米管表面負(fù)載的磁性納米顆粒分布不均勻,部分團(tuán)聚在了一起。此外復(fù)合材料的吸波性能也隨著復(fù)合材料中MWCNTS含量的不同發(fā)生著很大的變化。添加50 mg MWCNTS得到的復(fù)合樣品在涂層厚度僅為1.5 mm時(shí),在15.04 GHz處達(dá)到了最大-38.00 d B;添加100 mg MWCNTS的復(fù)合樣品在涂層厚度為1.4 mm時(shí),在14.92 GHz處達(dá)到最大反射損耗-25.52 d B且有效頻帶寬達(dá)到了4.08 GHz(13.36-17.44 GHz)。因此添加適量的MWCNTS,復(fù)合得到的樣品會(huì)表現(xiàn)出優(yōu)異的吸波性能�？梢愿鶕�(jù)具體的生產(chǎn)實(shí)際需要來(lái)調(diào)節(jié)樣品中成分的添加比例。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB33

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