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微纳米矿物粉体的磁化表面改性及其吸波性能研究

胡吉祥  
【摘要】:本文以微纳米矿物粉体凹凸棒石黏土和漂珠为基体,经过提纯和表面处理之后采用共沉淀法对它们进行磁化表面改性,并采用XRD、FTIR、XPS、SEM、 TEM和VNA等手段对样品的物相组成、元素价态、形貌结构和吸波性能等进行表征和测试。结果显示改性微纳米粉体具有优秀的吸波性能,因此可以作为潜在的吸波材料。该方法操作简单,成本低廉,适合大规模工业生产。本课题为隐身材料的选材和设计提供一条新的思路,同时也为微纳米矿物粉体在高新技术领域的应用探索一条新途径。本文采用以下工艺对凹凸棒石黏土提纯和分散:以焦磷酸钠为反絮凝剂,通过机械球磨法进行湿法球磨,再经过离心分离,可以除去大部分杂质,得到直径约在10-50nm之间,长度为0.2~0.8μmm之间的,纳米棒状凹土单晶体。向浓度为6g/L的纳米凹土浆料中,逐滴加入一定浓度FeC12溶液,控制溶液的PH值、温度和时间,可以制得Fe304/凹凸棒石复合粉体。TEM照片显示,纳米Fe304/凹凸棒石复合粉体中Fe304磁性粒子均匀分布在凹土表面,颗粒粒径尺寸在10-80nm之间。采用矢量网络分析仪测试对不同浓度FeCl2溶液改性得到的纳米Fe3O4/凹凸棒石复合粉体进行吸波性能测试,结果显示在样品达到一定厚度后,反射损耗率的峰值都能够超过-15dB,并且可以通过对厚度调整来设计吸波体的最佳吸收频率段,使其满足使用要求。本文使用NaOH溶液对漂珠进行洗涤,再用NH4F溶液对其进行粗化,得到表面活化度高且表面粗化的预处理漂珠。采用同上的共沉淀法进行Fe304包覆,得到Fe304/漂珠复合粉体。矢量网络分析仪测试结果显示,不同厚度的吸波样品吸波效果良好,例如厚度为3.5的样品在12.1GHz处最大反射峰达到-21dB,且从10.8~15.1GHz反射损耗超过-10dB。


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