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《浙江大学》 2011年
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渗流型BT-NZF复相粉体的吸波机理研究

张旭辉  
【摘要】:吸波材料最早应用在军事领域。进入信息时代后,电磁波污染成为人类的巨大威胁,这促使吸波材料在电子器件等民用领域上占据重要地位。探索高吸收率、宽吸收频带等优异综合性能的吸波材料已成为研究者们的主要目标。铁电铁磁复合材料由于同时具备铁电相的介电性能和铁磁相的磁性能,有望利用其制备吸收率高、频带宽的高性能吸波材料。 本文全面综述了吸波材料的研究发展现状,并介绍了复合吸波材料的优势。此外,本文还总结了复合吸波材料的制备方法,其中重点介绍了溶胶凝胶法的制备特征。本文采用溶胶凝胶法原位复合制备了渗流型BaTiO_3-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4复相粉体,通过改变烧成温度和两相比例等手段,制备了较纯的两相复合粉体,通过XRD研究其结构和晶相形成,扫描电子显微镜观察复相粉体的形貌,透射电子显微镜观察复相粉体中两相界面状态,利用网络矢量分析仪对复相材料的介电性能、磁性能、吸波性能进行了测量,还利用激光粒度仪对复相粉体的颗粒度进行了测试。具体研究内容及结论如下 利用溶胶凝胶原位复合制备法在不同温度下烧成获得了渗流型BaTiO_3-Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4复相粉体,结果表明,对本体系而言,当温度升高至950℃时,逐渐开始形成由BT、NZF两相构成的复相体系,而且复相粉体中两相比例对复相粉体的吸波范围有一定影响。BT/NZF-2/8时,复相粉体的吸波性能最好,一方面BT相能部分补偿NZF相中介电性能和磁性能的差异,从而使复相粉体的阻抗匹配较其他比例复相粉体更加接近于1;根据渗流理论的特点,该复相体系具有明显的渗流体系结构,且渗流阈值为NZF在复相粉体中的比例为80%,在渗流阈值附近,复相体系中两相界面接触面积最大,使得此时复相体系的介电常数实部和虚部值取得最大值,而此时体系中铁磁相NZF含量较大,具有较大的磁导率实部和虚部值,从而使得介质的介电常数和磁导率达到最佳阻抗匹配。具有最佳阻抗匹配的复相粉体能够获得较好的吸波性能,吸波峰值达到-35dB,吸波带宽达到了7GHz。该RL值比两相简单混合的吸波材料提高了40%,吸波带宽也提高至2倍左右。 本文通过对具有最佳阻抗匹配的渗流型复相粉体球磨较长时间使得颗粒之间接触面积进一步的增大,实现了大量增加渗流型复相粉体的缺陷,成功获得了具有更高介电损耗和磁损耗以及更强衰减电磁波能力的渗流型复相粉体。得到了在阻抗匹配接近于1时,衰减常数能够达到800GdB,此时的RL值最高能达接近-50dB,相比未经球磨的渗流型复相粉体又提高了50%左右,而吸波带宽并没有减少。 考虑到吸波材料的应用特性,本文对复相粉体厚度对吸波性能的影响也进行了研究。结果表明:随着介质厚度从2mm增加至3mm,复相粉体的吸波损耗峰值所对应的频率逐渐相低频移动。该复相粉体厚度为2mm时,吸波效能最大。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.3

【引证文献】
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