铁基非晶粉体的改性及其吸波性能研究

发布时间：2020-08-05 09:19

【摘要】：随着电磁波应用范围的不断拓宽,吸波材料的开发和应用越来越受到重视。满足“薄、轻、宽、强”特征的电磁波吸收材料不但有利于降低电磁波对人体造成的辐射危害,更重要的是应用于军事领域提高武器设备的隐身特性。铁基非晶合金具有的优异的软磁性能以及较为低廉的价格使其成为一种新型的吸波材料。但是单一的铁基非晶粉体在作为吸波剂时,其阻抗匹配特性失衡,并不能表现出优异的电磁波吸收特性。本文通过三种方式对铁基非晶粉体进行改性,改善其阻抗匹配特性,提高吸波性能。通过石墨掺杂改性,探索了分散剂的添加对复合材料电磁特性的影响。控制混合的铁基非晶粉体的粒径,有效提高了复合材料的吸收峰值和吸收带宽。当非晶粉体粒径为300mesh时,厚度为3.0mm的涂层在12.04GHz,具有-17.8dB的吸收峰值,且有效频宽达3.1GHz。此外通过调节石墨的添加量,确定了石墨最佳的添加比例,并使得吸收频率向低频移动。通过高能球磨改性,球磨15h和25h后的铁基非晶粉体在9.4GHz和9.2GHz处,分别有-24.9dB和-23dB的最大吸收峰。当球磨时间达到35h时,材料吸波性能优异,低于-20dB频带宽度为10.8-12.8GHz,且在11.6GHz处有最大反射损耗值为-27.3dB。确定了 SiO2包覆FeSiBCuNb的初步最佳工艺参数。最佳的工艺参数为反应温度40℃、反应时间6h、醇水比为8:1、氨水用量2ml、TEOS用量2ml。包覆后粉体厚度为2.0mm时,材料的最大吸收损耗为-24.3dB,对应的吸收频率为11.9GHz,有效频带宽可达到4.4GHz,比包覆前同样厚度的涂层有效频带宽增大了 25%。通过SiO2介电层覆降低原材料的介电常数的同时减弱涡流效应,材料的磁导率增大并有效提高了非晶材料的吸波性能。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB34
【图文】：

经过超声处理后ｌｈ后使用机械搅拌机预先搅拌３０ｍｉｎ。加入一定量的逡逑分散剂后继续按照同一方向搅拌ｌｈ，然后放入烘干箱９０°Ｃ烘干，真空干燥２ｈ后逡逑得到ＦｅＳｉＣｕＢＮｂ／Ｃ复合吸波齐！Ｊ。制备流程图如图３－１所示。逡逑石墨邋＼逡逑逦逦逦邋逦ｉ预搅拌、超声处理逦逡逑分散剂邋逦１邋无水乙醇；逦？均．悬浊液逡逑ＦｅＳｉＣｕＮｂ逡逑非晶合金［逦逦１千燥逡逑混合粉体？￣￣－——逡逑图３－１邋ＦｅＳｉＣｕＢＮｂ／Ｃ复合材料制备流程图逡逑３．２分散剂对电磁性能的影响逡逑在非晶ＦｅＳｉＢＣｕＮｂ和石墨的混合过程中，分散剂会对复合材料的阻抗匹配逡逑产生一定影响。为了分析分散剂对复合材料的具体影响，通过添加不同剂量分散逡逑剂的进行混合，使用１５０目的非晶ＦｅＳｉＢＣｕＮｂ粉和石墨以４：１混合，测量不同逡逑添加剂情况下ＦｅＳｆｆｌＣｕＮｂ复合吸波材料的复介电常数和复磁导率，通过计算得逡逑出其反射率分析吸波性能。具体实验方案如表３－１所示。逡逑１５逡逑

３．２．１分散剂对静态磁特性的影响逡逑在室温条件下对复合后的样品使用了振动磁强计（ＶＳＭ）进行了测试分析，逡逑测试结果如图３－２和表３－２所示。从表３－２可以看出，分散剂的含量对于复合材逡逑料的静态磁特性影响不大，添加分散剂的复合材料饱和磁化强度（Ｍｓ）和矫顽力逡逑（份）相较于未添加的情况基本没有发生变化。可以看出非晶粉体和石墨的比例逡逑主要决定了其静态磁特性，添加剂的含量在本实验中对静态磁特性影响不是很大。逡逑１５０邋－逡逑－逡逑Ｏ）逦＃逡逑１邋0逦１逦逡逑１邋－邋Ｊ＼逡逑／逦——ｐｖｐ邋0逡逑＇１０°邋＇逦＾逦—邋ｐｖｐｌＯ逡逑？１５０邋－逡逑．邋Ｉ邋，邋Ｉ邋．邋ｔ逦，邋Ｉ邋．邋ｔ邋．逦？逦．邋ｉ邋．邋Ｉ邋？逡逑－１００００邋－８０００邋－６０００邋－４０００邋－２０００逦０逦２０００逦４０００逦６０００逦８０００邋１００００逡逑Ｈ（ｏｅ）逡逑图３－２不同分散剂含量的复合材料磁

山东大学硕士学位论文逡逑３．２．２分散剂对电磁参数的影响逡逑从图３－３可知，分散剂主要影响混合后的的复合材料的介电特性，对复合材逡逑料的磁导率影响不是很大。介电常数实部和虚部在添加ｌｇ邋ｐｖｐ分散剂的情况下逡逑均有所提升但是随频率变化的整体趋势和未添加分散剂的复合材料保持一致。因逡逑为添加剂本身没有磁特性因此对磁导率基本没有什么影响。逡逑（ａ）逦ｙｆ逦ＰＶＰ１．０逡逑５；逦一＾＾Ｊ逡逑４邋－逡逑—＂—｝＞ＶＰ邋０逦ｏｅ邋：＾＊＊１＊＊＾＊＾＾＊－＊？＊＊＊＊＾逡逑—ＰＶＰＬＯ逦；逡逑３邋ＬｗＷ．—＾Ｉ－ｗ邋一邋■；邋？0，？＜＜ＪＵ—一一．夂邋邋邋；邋邋邋Ｕ＾．邋；逦－０５邋１，？＿＿＿＿＿＿＿邋邋邋Ｕ邋邋＝邋．二 一■■＿．．．．邋邋邋逡逑２逦４逦６逦８逦１０逦１２逦＊４邋ＩＳ邋，《逦２逦４逦６逦？逦１０逦＇．２邋Ｕ邋１５邋ｔ？逡逑１７ＧＨｚ逦ＶＧＨｚ逡逑（ｃ、”「＝ｐＳ0—邋—．————逦——．邋（ｄ）邋２邋＾邋Ｐ＾￣0逦？？——逦１逡逑ＶＷ邋＾邋—邋ＰＶＰ１邋０逦ｖｕ７邋Ｏｆｉ．－＾ＰＶＰ１．0逡逑Ｚ２邋■逡逑０

【参考文献】

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本文编号：2781342