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《大连理工大学》 2013年
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空心磁性吸波材料的制备及电磁性能研究

王丽芳  
【摘要】:铁氧体和磁性金属粉吸收剂因其成本低廉和吸收强的特点受到电磁波吸收剂研究领域的广泛关注。然而其密度大的缺点使其在航空航天等领域的应用受到限制,因而迫切需要研发“厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强”的新型磁性吸波材料。空心化能够有效的降低吸波材料的密度,且电磁波可能在其空腔中形成多重反射,从而增加其吸波损耗。目前报道的空心吸波材料主要是在空心微珠表面包覆铁氧体或者磁性金属粉。 本文采用模板法制备出空心镍粉和空心镍钻粉,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线能量色散谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、矢量网络分析仪对制备的粉体进行物相、成分、形貌、磁性能和电磁性能的表征和分析,并通过电磁参数计算出各样品的吸波性能。具体内容包括: 用水合肼为还原剂,以羰基铁粉为模板,在其表面用化学镀方法镀覆Ni包覆层,制备出羰基铁/镍复合粉体;再用稀盐酸腐蚀去除内部的羰基铁粉模板,获得空心镍粉。 研究了装载量对空心镍粉的结构和电磁性能的影响,结果表明,装载量对空心镍粉的壳厚度和磁性能有较大影响。通过改变装载量,能够调节空心镍粉的复介电常数和复磁导率。装载量为20g/L时,获得了约0.12gm的最薄镍壳,并取得了最好的吸波性能,在1.4mm的匹配厚度下,最小反射损耗达-27.2dB,小于-5dB的有效反射损耗频带为11.8~18GHz,覆盖了整个Ku波段(12.4~18GHz) 研究了去除羰基铁模板的腐蚀过程对粉体结构和性能的影响。研究表明,随着腐蚀程度的加深,内部空心度增加,Fe含量减小,引起了饱和磁化强度的降低。粉体的复介电常数和复磁导率随着腐蚀程度的加深、空心度的增大而变化。空心度增大,吸波性能逐渐增加,直到最后腐蚀完全的空心镍粉,表现出最佳的吸波性能。 以空心镍粉为基体材料,用化学镀方法在镍层表面包覆Co层,获得了空心镍钻复合粉。研究了装载量对空心镍钴复合粉的结构和电磁性能的影响。结果表明,随着装载量的减小,表面的Co层由颗粒状渐渐转变为毛绒状,Co层逐渐变得疏松。装载量同样影响空心镍钴粉中的Ni和Co的含量,从而影响空心镍钴粉的复介电常数和复磁导率。装载量对空心镍钴粉的磁性能影响不大。空心镍钴粉的吸波性能相比于空心镍粉来说有所改善,当装载量为1g/L时获得的样品具有最好的吸波性能,在匹配厚度为2.6mm时,在10.08GHz处出现最小反射损耗-47.1dB,小于-10dB的频率宽度为2.86GHz。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TB34;TB383.3

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