FeSiAl系合金微粉复合材料电磁性能机理研究
发布时间：2020-12-27 01:08
FeSiAl合金片状微粉具有低磁晶各向异性和高磁导率的特点,通过调节微粉形貌可以使材料在吉赫兹频段具有优异的电磁吸波性能,在军事隐身及民用抗电磁干扰方面得到了广泛应用。为满足L、S波段上的微波吸收,对Fe SiAl合金片状微粉高磁导率和低介电常数提出了更高需求,研究相关电磁参数调控机理,为其设计与制备提供理论指导显得尤为重要。对于片状FeSiAl合金微粉,形状因子和内部精细结构是调节其在吉赫兹频段微波磁性能的主要因素。对于前者,FeSiAl合金脆性较大,限制了形状因子进一步提高;对于后者,合金内部的超点阵转变及相应磁特性缺乏更详细的研究。与此同时,对于片状FeSiAl合金微粉介电常数过高、影响阻抗匹配的问题,现有研究主要集中于通过表面包覆或氧化来降低介电常数,但对高介电常数的机理研究较少。同时,常见的表面包覆或氧化处理手段虽然可以降低介电常数,但都伴随磁性能的降低,对材料的吸波性能有损害。因此,需要进一步研究分析高介电常数机理,探索兼顾降低介电常数和保持高磁导率的改性工艺。本论文根据FeSiAl合金微粉吸收剂电磁参数的特点以及L,S波段微波吸收的要求,系统研究了配方成分、精细结构、表面...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景
1.2.1 吸波材料概述
1.2.2 吸波材料的基本要求
1.2.3 FeSiAl合金吸收剂的特点
1.3 FeSiAl合金国内外研究现状
1.4 论文的主要工作与创新
1.5 论文的结构安排
第二章 FeSiAl系片状合金微粉电磁特性机理研究
2.1 微波磁谱的影响机理及磁极限研究
2.1.1 自然共振
2.1.2 斯诺克极限
2.1.3 有效媒质理论
2.1.4 提高磁导率的措施
2.2 片状合金微粉的微波介电谱的影响机理研究
2.2.1 复介电常数
2.2.2 电介质的极化及微波复介电常数频率色散关系
2.2.3 FeSiAl合金微粉高介电常数原因探究
2.3 样品的制备与表征
2.3.1 FeSiAl系合金片状微粉制备工艺
2.3.2 FeSiAl系合金片状微粉的测试与表征
2.4 本章小结
第三章 Cr取代FeSiAl合金微粉形貌及磁性能机理研究
3.1 引言
3.1.1 FeSiAl合金中各元素的作用
3.1.2 Cr元素取代改性的目的
3.2 Cr取代Fe对合金的形貌及磁特性的影响
3.2.1 改性配方及制备工艺研究
3.2.2 Cr取代Fe对合金微粉微观形貌及晶体结构的影响
3.2.3 Cr取代Fe对合金微粉静态磁参数及精细结构的影响
3.2.4 Cr取代Fe对合金微粉微波电磁参数的影响
3.3 Cr取代Si对合金的形貌及磁特性的影响
3.3.1 改性配方及制备工艺研究
3.3.2 Cr取代Si对合金微粉微观形貌及晶体结构的影响
3.3.3 Cr取代Si对合金微粉静态磁参数及精细结构的影响
3.3.4 Cr取代Si对合金微粉微波电磁参数的影响
3.4 本章小结
第四章 FeSiAl系合金晶体结构及磁性能影响机理研究
4.1 引言
4.2 FeSiAl系合金中常见的超晶格结构
4.3 第一性原理计算不同超晶格的磁距与磁晶各向异性
4.3.1 仿真原理
4.3.2 晶体结构仿真
4.3.3 磁特性仿真
75Si13Al10Cr2合金片状微粉的超晶格相变研究"> 4.4 Fe75Si13Al10Cr2合金片状微粉的超晶格相变研究
4.5 不同超晶格结构下合金的Fe环境与静磁参数研究
4.6 不同超晶体结构下合金的微波磁导率影响
4.7 本章小结
第五章 FeSiAl系合金表面改性及介电常数研究
5.1 引言
5.2 FeSiAl系合金片状微粉的表面改性方案
5.2.1 FeSiAl系合金片状微粉的缺陷
5.2.2 FeSiAl系合金微粉表面改性方案选择
2气氛下的退火研究"> 5.3 FeSiAl合金微粉在N2气氛下的退火研究
2气氛下退火工艺参数"> 5.3.1 N2气氛下退火工艺参数
2气氛下退火对晶体结构与微观形貌的影响"> 5.3.2 N2气氛下退火对晶体结构与微观形貌的影响
2气氛下退火对电磁参数的影响"> 5.3.3 N2气氛下退火对电磁参数的影响
2/N2气氛下的退火研究"> 5.4 FeSiAl合金微粉在H2/N2气氛下的退火研究
2/N2气氛下热处理表面改性机理"> 5.4.1 H2/N2气氛下热处理表面改性机理
2/N2气氛下热处理的工艺参数"> 5.4.2 H2/N2气氛下热处理的工艺参数
2/N2气氛下退火对微观形貌与晶体结构的影响"> 5.4.3 H2/N2气氛下退火对微观形貌与晶体结构的影响
2/N2气氛下退火对表面成分与结构的影响"> 5.4.4 H2/N2气氛下退火对表面成分与结构的影响
2/N2气氛下热处理过程中的选择性表面氧化模型"> 5.4.5 H2/N2气氛下热处理过程中的选择性表面氧化模型
2/N2气氛下退火对复合材料有效电阻率的影响"> 5.4.6 H2/N2气氛下退火对复合材料有效电阻率的影响
2/N2气氛下退火对复合材料微波电磁参数的影响"> 5.4.7 H2/N2气氛下退火对复合材料微波电磁参数的影响
2/N2气氛下退火复合材料的吸波性能"> 5.4.8 H2/N2气氛下退火复合材料的吸波性能
2/N2气氛下热处理的不同工艺探索"> 5.4.9 H2/N2气氛下热处理的不同工艺探索
5.5 本章小结
第六章 全文主要结论与展望
6.1 全文主要结论
6.2 研究的不足及展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰艇隐身技术的现状及发展趋势[J]. 周松,郑秋,白攀峰,高立,田奥克. 机械管理开发. 2017(01)
[2]电磁吸波材料的研究进展[J]. 庞建峰,马喜君,谢兴勇. 电子元件与材料. 2015(02)
[3]温度对氢气还原氧化铁影响及电化学性能研究[J]. 辛秦,王新东. 有色金属科学与工程. 2015(01)
[4]铁硅铝磁粉芯的绝缘包覆研究[J]. 林坤,熊亚东,严密,张念伟,徐伟,郭婷,姜银珠. 稀有金属材料与工程. 2014(05)
[5]NiZn铁氧体包覆FeSiAl合金复合材料及其微波电磁性能[J]. 薛志,刘涛,梁迪飞,谢建良,余灵峰. 磁性材料及器件. 2012(03)
[6]地雷壳体电磁屏蔽吸收材料应用研究[J]. 罗先南,方向,高振儒,刘君,方鲲. 工程塑料应用. 2012(06)
[7]Electron Structure and Microwave Absorbing Ability of Flaky FeSiAl Powders[J]. T.D.Zhou 1),D.F.Liang 2),L.J.Deng 2) and D.C.Luan 1) 1) Xihua University,Chengdu 610039,China 2) State Key Laboratory of Electronic Thin Films & Integrated Devices,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China. Journal of Materials Science & Technology. 2011(02)
[8]Structure and magnetic properties of Fe-based powders prepared by mechanical alloying[J]. Tingdong ZHOU 1,2), Zhengyun WANG 1), Jiangkang TANG 1) and Haipeng LU 2) 1) Key Laboratory of Special Material and Preparing Technology, Xihua University, Chengdu 610039, China 2) State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2010(05)
[9]舰载导弹武器电磁干扰防护技术探讨[J]. 栾孝丰,李鹏. 舰船电子工程. 2010(09)
[10]隐身吸波材料的研究进展[J]. 张健,张文彦,奚正平. 稀有金属材料与工程. 2008(S4)
博士论文
[1]纳米铁磁金属粉体及铁氧体薄膜微波磁共振特性研究[D]. 刘涛.电子科技大学 2014
[2]易面各向异性磁粉复合材料微波吸收性能的研究[D]. 韩瑞.兰州大学 2013
[3]非晶FeCo基合金的相变动力学和软磁性能研究[D]. 王昕.电子科技大学 2013
[4]平面型稀土金属间化合物微粉/石蜡复合材料的微波吸收性质[D]. 伊海波.兰州大学 2012
[5]FeSiAl片状微粉的制备、结构及性能研究[D]. 周廷栋.电子科技大学 2009
[6]Fe-Ni软磁合金吸波材料的设计与制备[D]. 张晓宁.北京工业大学 2003
硕士论文
[1]FeSiAlCr/电介质复合改性体系的微波电磁特性研究[D]. 刘秀丽.中南大学 2010
本文编号：2940800
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景
1.2.1 吸波材料概述
1.2.2 吸波材料的基本要求
1.2.3 FeSiAl合金吸收剂的特点
1.3 FeSiAl合金国内外研究现状
1.4 论文的主要工作与创新
1.5 论文的结构安排
第二章 FeSiAl系片状合金微粉电磁特性机理研究
2.1 微波磁谱的影响机理及磁极限研究
2.1.1 自然共振
2.1.2 斯诺克极限
2.1.3 有效媒质理论
2.1.4 提高磁导率的措施
2.2 片状合金微粉的微波介电谱的影响机理研究
2.2.1 复介电常数
2.2.2 电介质的极化及微波复介电常数频率色散关系
2.2.3 FeSiAl合金微粉高介电常数原因探究
2.3 样品的制备与表征
2.3.1 FeSiAl系合金片状微粉制备工艺
2.3.2 FeSiAl系合金片状微粉的测试与表征
2.4 本章小结
第三章 Cr取代FeSiAl合金微粉形貌及磁性能机理研究
3.1 引言
3.1.1 FeSiAl合金中各元素的作用
3.1.2 Cr元素取代改性的目的
3.2 Cr取代Fe对合金的形貌及磁特性的影响
3.2.1 改性配方及制备工艺研究
3.2.2 Cr取代Fe对合金微粉微观形貌及晶体结构的影响
3.2.3 Cr取代Fe对合金微粉静态磁参数及精细结构的影响
3.2.4 Cr取代Fe对合金微粉微波电磁参数的影响
3.3 Cr取代Si对合金的形貌及磁特性的影响
3.3.1 改性配方及制备工艺研究
3.3.2 Cr取代Si对合金微粉微观形貌及晶体结构的影响
3.3.3 Cr取代Si对合金微粉静态磁参数及精细结构的影响
3.3.4 Cr取代Si对合金微粉微波电磁参数的影响
3.4 本章小结
第四章 FeSiAl系合金晶体结构及磁性能影响机理研究
4.1 引言
4.2 FeSiAl系合金中常见的超晶格结构
4.3 第一性原理计算不同超晶格的磁距与磁晶各向异性
4.3.1 仿真原理
4.3.2 晶体结构仿真
4.3.3 磁特性仿真
75Si13Al10Cr2合金片状微粉的超晶格相变研究"> 4.4 Fe75Si13Al10Cr2合金片状微粉的超晶格相变研究
4.5 不同超晶格结构下合金的Fe环境与静磁参数研究
4.6 不同超晶体结构下合金的微波磁导率影响
4.7 本章小结
第五章 FeSiAl系合金表面改性及介电常数研究
5.1 引言
5.2 FeSiAl系合金片状微粉的表面改性方案
5.2.1 FeSiAl系合金片状微粉的缺陷
5.2.2 FeSiAl系合金微粉表面改性方案选择
2气氛下的退火研究"> 5.3 FeSiAl合金微粉在N2气氛下的退火研究
2气氛下退火工艺参数"> 5.3.1 N2气氛下退火工艺参数
2气氛下退火对晶体结构与微观形貌的影响"> 5.3.2 N2气氛下退火对晶体结构与微观形貌的影响
2气氛下退火对电磁参数的影响"> 5.3.3 N2气氛下退火对电磁参数的影响
2/N2气氛下的退火研究"> 5.4 FeSiAl合金微粉在H2/N2气氛下的退火研究
2/N2气氛下热处理表面改性机理"> 5.4.1 H2/N2气氛下热处理表面改性机理
2/N2气氛下热处理的工艺参数"> 5.4.2 H2/N2气氛下热处理的工艺参数
2/N2气氛下退火对微观形貌与晶体结构的影响"> 5.4.3 H2/N2气氛下退火对微观形貌与晶体结构的影响
2/N2气氛下退火对表面成分与结构的影响"> 5.4.4 H2/N2气氛下退火对表面成分与结构的影响
2/N2气氛下热处理过程中的选择性表面氧化模型"> 5.4.5 H2/N2气氛下热处理过程中的选择性表面氧化模型
2/N2气氛下退火对复合材料有效电阻率的影响"> 5.4.6 H2/N2气氛下退火对复合材料有效电阻率的影响
2/N2气氛下退火对复合材料微波电磁参数的影响"> 5.4.7 H2/N2气氛下退火对复合材料微波电磁参数的影响
2/N2气氛下退火复合材料的吸波性能"> 5.4.8 H2/N2气氛下退火复合材料的吸波性能
2/N2气氛下热处理的不同工艺探索"> 5.4.9 H2/N2气氛下热处理的不同工艺探索
5.5 本章小结
第六章 全文主要结论与展望
6.1 全文主要结论
6.2 研究的不足及展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰艇隐身技术的现状及发展趋势[J]. 周松,郑秋,白攀峰,高立,田奥克. 机械管理开发. 2017(01)
[2]电磁吸波材料的研究进展[J]. 庞建峰,马喜君,谢兴勇. 电子元件与材料. 2015(02)
[3]温度对氢气还原氧化铁影响及电化学性能研究[J]. 辛秦,王新东. 有色金属科学与工程. 2015(01)
[4]铁硅铝磁粉芯的绝缘包覆研究[J]. 林坤,熊亚东,严密,张念伟,徐伟,郭婷,姜银珠. 稀有金属材料与工程. 2014(05)
[5]NiZn铁氧体包覆FeSiAl合金复合材料及其微波电磁性能[J]. 薛志,刘涛,梁迪飞,谢建良,余灵峰. 磁性材料及器件. 2012(03)
[6]地雷壳体电磁屏蔽吸收材料应用研究[J]. 罗先南,方向,高振儒,刘君,方鲲. 工程塑料应用. 2012(06)
[7]Electron Structure and Microwave Absorbing Ability of Flaky FeSiAl Powders[J]. T.D.Zhou 1),D.F.Liang 2),L.J.Deng 2) and D.C.Luan 1) 1) Xihua University,Chengdu 610039,China 2) State Key Laboratory of Electronic Thin Films & Integrated Devices,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China. Journal of Materials Science & Technology. 2011(02)
[8]Structure and magnetic properties of Fe-based powders prepared by mechanical alloying[J]. Tingdong ZHOU 1,2), Zhengyun WANG 1), Jiangkang TANG 1) and Haipeng LU 2) 1) Key Laboratory of Special Material and Preparing Technology, Xihua University, Chengdu 610039, China 2) State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2010(05)
[9]舰载导弹武器电磁干扰防护技术探讨[J]. 栾孝丰,李鹏. 舰船电子工程. 2010(09)
[10]隐身吸波材料的研究进展[J]. 张健,张文彦,奚正平. 稀有金属材料与工程. 2008(S4)
博士论文
[1]纳米铁磁金属粉体及铁氧体薄膜微波磁共振特性研究[D]. 刘涛.电子科技大学 2014
[2]易面各向异性磁粉复合材料微波吸收性能的研究[D]. 韩瑞.兰州大学 2013
[3]非晶FeCo基合金的相变动力学和软磁性能研究[D]. 王昕.电子科技大学 2013
[4]平面型稀土金属间化合物微粉/石蜡复合材料的微波吸收性质[D]. 伊海波.兰州大学 2012
[5]FeSiAl片状微粉的制备、结构及性能研究[D]. 周廷栋.电子科技大学 2009
[6]Fe-Ni软磁合金吸波材料的设计与制备[D]. 张晓宁.北京工业大学 2003
硕士论文
[1]FeSiAlCr/电介质复合改性体系的微波电磁特性研究[D]. 刘秀丽.中南大学 2010
本文编号：2940800
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2940800.html
