电/磁损耗型吸波材料的制备及性能研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xyy2017
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人们生活中的电子设备在提供便利的同时会产生电磁污染,对人们的身体健康以及一些精密仪器的使用产生影响,因此对高性能吸波材料的需求很迫切,而且在反侦察等领域吸波材料也发挥着重要作用。Co Fe2O4具有独特的尖晶石结构、性质稳定、制备简单,是一种潜在的磁损耗型吸波材料,但钴铁氧体存在着吸收强度偏低,吸收带宽窄,阻抗匹配差等缺点,限制着它的应用。电损耗型吸波材料的引入为钴铁氧体在微波吸收方面的研究又开拓出一条新思路,利用磁性材料优异的磁性能和电损耗型材料优异的电性能来进行优势互补,此时阻抗匹配度在两者的协同作用下得到提升,这就使得电磁波吸收性能较之前也能得到相应的提升。在电/磁损耗材料相结合这一方向上深入探索对于拓宽电磁波吸收材料的实际应用具有重要意义。本论文将钴铁氧体与静电纺丝法制备的碳纤维、钛酸钡纤维以及银镜反应制备的银纳米颗粒相结合,制备出碳/钴铁氧体(C/CFO)、银/钴铁氧体(Ag/CFO)、钛酸钡/钴铁氧体(BTO/CFO)纳米复合材料,并利用常用的表征手段如XRD、FT-IR、Raman、SEM、XPS和TG-DSC等对所得样品的成分、元素价态、形貌等进行测试、表征。用VSM对样品的磁性能进行表征,用VAN对样品的吸波性能进行表征。研究结果如下:1.通过静电纺丝结合碳化技术制备了碳纤维,再采用水热技术制备了C/CFO纳米复合材料。结果表明,在C/CFO纳米复合材料中钴铁氧体生长在碳纤维表面,且分布较为均匀,随着钴铁氧体比例的增加,饱和磁化强度从13.71emu/g到56.64 emu/g,矫顽力从284.92 Oe到733.06 Oe。C/CFO纳米复合材料所对应的RL值先增大后减小。C/CFO-10在测试过程设置的频率参数下(2GHz-18 GHz),厚度为2.6 mm时,具有最佳的RL值,达到-137 d B,有效吸收带宽(RL<-10 d B)为11.44 GHz。2.通过银镜反应使银纳米粒子在水热技术制备得到的钴铁氧体上生长,制备出Ag/CFO纳米材料。结果表明,银纳米颗粒均匀的分布在钴铁氧体表面。在Ag/CFO纳米复合材料中随着非磁性成分Ag的增加,Ag/CFO纳米复合材料的饱和磁化强度从48.72 emu/g降到21.84 emu/g。复合样品的矫顽力有些微的变化,从938.63 Oe降到923.95 Oe。Ag/CFO-6在2.9 mm时反射损耗RL值在5.83 GHz处有最佳值,为-83.55 d B,有效吸收带宽为4.13 GHz。3.采用静电纺丝技术制备BTO纤维,结合水热技术制备了BTO/CFO纳米复合材料。结果显示,BTO含量增加时样品的饱和磁化强度从21.53 emu/g减小到14.66 emu/g,矫顽力从755.75 Oe增加到891.22 Oe。BTO/CFO-10纳米复合材料在厚度为3.0 mm时,RL达到-27.87 dB,吸波性能表现良好。
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