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《哈尔滨工业大学》 2008年
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改性羰基铁粉复合材料的制备与吸波性能

王超  
【摘要】: 本文根据损耗机理选用三种吸波材料:磁损耗型羰基铁粉(CIP),磁导率虚部大,易于与空气匹配,吸收强;电导损耗型聚苯胺(PANI),密度小,吸收频带宽,介电常数易于控制;介电损耗型钛酸钡(BaTiO3)作为吸波材料制备工艺简单、成本低。 分别选用聚苯乙烯(PS)和偶联剂(1202)对磁损耗型CIP进行表面包覆保护改性。有机PS没有对无机CIP完全包覆保护,在PS改性CIP表面复合PANI后,铁粉被氧化腐蚀,阻抗匹配性差,复合粉末几乎没有吸波性能。 偶联剂可以完全包覆保护CIP,并且有利于下一步聚苯胺的包覆,还可以有效阻止磁性羰基铁粉颗粒之间的吸引团聚。采用化学氧化法制备的聚苯胺具有较高的电损耗因子,在8.7GHz能达到-13.3dB,在7~12GHz吸波强度均大于-5dB。在偶联剂改性的CIP上包覆PANI,当An:1202/CIP=1:1时,最强吸收略大于聚苯胺,吸收大于-5dB的宽度明显宽于羰基铁粉和聚苯胺。复合材料吸波性能的提高源于磁损耗和电导损耗之间的协同效应,对吸波效果的改善主要体现在拓宽吸波频带上。 采用化学共沉淀法下制备了球形立方晶型BaTiO3粒子,平均直径43.37nm,BaTiO3粉体的吸收峰是介电损耗和磁损耗共同作用的结果。以CIP、BaTiO3为吸波剂,聚氨酯为粘结剂,用刮膜法按BaTiO3质量分数由少到多(10%、20%、30%)制备二层膜I、II、III。偶联剂预处理BaTiO3纳米粉体,能明显防止其团聚,改善在膜中分散的均匀性。磁损耗型的CIP层作为正面与空气接触,有利于实现阻抗匹配。膜I、II、III的正反面均在14GHz出现较强吸收峰,在17GHz出现吸收较弱的逆向峰,这两处的吸波效果主要由BaTiO3贡献。随着BaTiO3含量的增多,膜的吸波效果增强。CIP的磁损耗、BaTiO3自身的介电损耗、以及样品对电磁波的电导损耗是膜损耗电磁波的主要机理。BaTiO3的加入不但改善了阻抗匹配,而且BaTiO3纳米粒子可以使电磁波产生多次散射、增强损耗;CIP表面电场诱发BaTiO3界面极化介电损耗是BaTiO3增强膜吸波效果的主要原因。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB33

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【引证文献】
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【参考文献】
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