磁性金属/介电复合材料的制备及电磁波吸收性能研究
发布时间：2021-11-20 00:14
磁性金属由于具有高饱和磁化强度和电导率,作为吸波材料时兼具较大的磁损耗和介电损耗,因此对电磁波的吸收能力很强。但是磁性金属在应用时存在以下难题:（1）磁性金属的磁导率和工作频率受到Snoek极限的限制;（2）磁性金属过高的电导率使它的阻抗匹配较差,不利于电磁波进入材料;（3）磁性金属的密度很大,不满足吸波材料质轻的要求。本文以具有高饱和磁化强度的FeCo和Co纳米颗粒作为磁性组元,将其与介电材料MoS2、ZnO和V2O3复合,通过巧妙设计花状、多孔状和中空结构,使得到的纳米颗粒具有很好的分散性,且尺寸接近单畴,使材料在2-18 GHz频段具有高的磁导率和磁损耗,同时提高阻抗匹配,降低材料密度。主要内容如下:（1）采用水热/共沉淀/氢气还原法制备了 FeCo@MoS2纳米花,充分利用MoS2纳米花大的比表面积和片之间大量的空隙可以使FeCo纳米颗粒均匀分散,充分发挥纳米颗粒的单畴效应,获得较强的磁导率和磁损耗。同时控制FeCo负载量对介电常数和介电损耗实现调控,当FeCo:MoS2摩尔比为1:3时材料最小反射损耗RL可达-64.64 dB,有效吸收带宽为7.2 GHz,匹配厚度为2 mm...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１有哏吸波涂层结构示意图１１８１??
在没有电磁场作用时，磁性材料内部的磁化强度Ｍ总是趋向于等效磁各向??异性场／／ｅｆｆ能量最低的方向上，但是由于热扰动，磁化强度Ｍ会偏离／／ｄｒ的方向??形成一定夹角，且围绕着／／ｅｆｆ作进动，如图１．２所示。根据Ｌａｎｄａｕ－Ｌｉｆｓｈｉｔｚ－Ｇｉｌｂｅｒｔ??（ＬＬ－Ｇ）方程可知，进动可以表示为［２８］：??ｄＭ?广?、?ａ?（—?ｄＭ＼??＋?１－１３??式中Ａ／ｓ为饱和磁化强度，Ｙ为旋磁比，ａ为阻尼系数。??Ａ／＇?＇?Ｊ！?＇??图１．２磁矩进动过程示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｍｏｍｅｎｔ．??当无外加磁场能量的补充，磁化强度Ｍ在进动的过程中由于阻尼的作用使??其方向最终与／／ｅｌＴ的方向一致。当施加一个频率与进动频率相同时就会发生共振??现象，使得磁导率的虚部达到最大值，此时磁性材料可以从外加电磁场中吸??收大量的能量来维持磁化强度Ｍ的进动，这种由材料本征各向异性场／／ｅ，Ｔ而产??生的共振称为自然共振。自然共振频率（／ｒ）可表示为［２９１：??ｆｒ?＝?１．１４??６??
随着球磨时间的延长而不断增加，这是因为球磨导致粉末扁平化，球磨时间越长，??粉末扁平化程度越大，平面各向异性越大，因此在相同的频率范围内磁导率越大，??如图１．４所示。Ｒ．?Ｂ．Ｙａｎｇ等［？］采用水雾法制得的Ｆｅ１６Ｎｉ８２Ｍ〇２?（ｗｔ％）粉末，对??其进行２ｈ和４ｈ的球磨处理。图１．５显示随着球磨时间的延长粉末扁平度越大，??球磨４ｈ后粉末的厚度为０．５－１?｜ｉｍ，大小为５０－６０?［ｉｍ。将粉末与环氧树脂以７５?ｗｔ％??的填充量混合后测试复合材料在２－１８?ＧＨｚ的电磁参数（图１．６），结果显示介电??常数和磁导率都随着球磨时间的延长而增加。这是因为随着球磨时间的延长粉末??扁平度增加
【参考文献】：
期刊论文
[1]吸波材料吸波机制及吸波剂性能优劣评价方法[J]. 王涛,张峻铭,王鹏,乔亮,唐丽云,薛德胜,李发伸. 磁性材料及器件. 2016(06)
[2]高温结构吸波材料综述[J]. 刘海韬,程海峰,王军,唐耿平,郑文伟. 材料导报. 2009(19)
[3]磁性吸波碳纤维掺杂聚氨酯泡沫制备夹层结构吸波材料[J]. 黄小忠,黎炎图,杜作娟,冯春祥,唐争生. 高科技纤维与应用. 2009(04)
[4]蜂窝结构吸波材料等效电磁参数和吸波特性研究[J]. 何燕飞,龚荣洲,王鲜,赵强. 物理学报. 2008(08)
[5]吸波材料的吸波原理及其研究进展[J]. 赵灵智,胡社军,李伟善,何琴玉,陈俊芳,汝强. 现代防御技术. 2007(01)
[6]隐身吸波涂料概述[J]. 汪世平. 上海涂料. 2006(05)
[7]四探针技术测量薄层电阻的原理及应用[J]. 刘新福,孙以材,刘东升. 半导体技术. 2004(07)
[8]吸波材料的微波损耗机理及结构设计[J]. 李黎明,徐政. 现代技术陶瓷. 2004(02)
[9]铁磁材料涡流损耗的定量分析[J]. 臧永丽,王新民. 山东理工大学学报(自然科学版). 2003(03)
[10]吸波材料的基础研究及微波损耗机理的探讨[J]. 步文博,徐洁,丘泰,李远强,唐惠东. 材料导报. 2001(05)
博士论文
[1]磁性纳米粒子负载石墨烯的结构调控及吸波机理研究[D]. 郭晓琴.郑州大学 2016
[2]Fe/SiO2纳米复合材料的微结构与磁性研究[D]. 马骥.兰州大学 2009
硕士论文
[1]片状Fe-Co合金磁粉吸收剂的电磁性能研究[D]. 陈辉.华中科技大学 2015
[2]尖锥八面体Fe3O4及六角片状Ba（Me）xCo2-2xFe16O27微波吸收性能凝聚态物理[D]. 卢玉娥.中南大学 2011
[3]FeCo基纳米晶吸收剂的制备与电磁性能研究[D]. 庞永强.国防科学技术大学 2009
本文编号：3506174
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１有哏吸波涂层结构示意图１１８１??
在没有电磁场作用时，磁性材料内部的磁化强度Ｍ总是趋向于等效磁各向??异性场／／ｅｆｆ能量最低的方向上，但是由于热扰动，磁化强度Ｍ会偏离／／ｄｒ的方向??形成一定夹角，且围绕着／／ｅｆｆ作进动，如图１．２所示。根据Ｌａｎｄａｕ－Ｌｉｆｓｈｉｔｚ－Ｇｉｌｂｅｒｔ??（ＬＬ－Ｇ）方程可知，进动可以表示为［２８］：??ｄＭ?广?、?ａ?（—?ｄＭ＼??＋?１－１３??式中Ａ／ｓ为饱和磁化强度，Ｙ为旋磁比，ａ为阻尼系数。??Ａ／＇?＇?Ｊ！?＇??图１．２磁矩进动过程示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｍｏｍｅｎｔ．??当无外加磁场能量的补充，磁化强度Ｍ在进动的过程中由于阻尼的作用使??其方向最终与／／ｅｌＴ的方向一致。当施加一个频率与进动频率相同时就会发生共振??现象，使得磁导率的虚部达到最大值，此时磁性材料可以从外加电磁场中吸??收大量的能量来维持磁化强度Ｍ的进动，这种由材料本征各向异性场／／ｅ，Ｔ而产??生的共振称为自然共振。自然共振频率（／ｒ）可表示为［２９１：??ｆｒ?＝?１．１４??６??
随着球磨时间的延长而不断增加，这是因为球磨导致粉末扁平化，球磨时间越长，??粉末扁平化程度越大，平面各向异性越大，因此在相同的频率范围内磁导率越大，??如图１．４所示。Ｒ．?Ｂ．Ｙａｎｇ等［？］采用水雾法制得的Ｆｅ１６Ｎｉ８２Ｍ〇２?（ｗｔ％）粉末，对??其进行２ｈ和４ｈ的球磨处理。图１．５显示随着球磨时间的延长粉末扁平度越大，??球磨４ｈ后粉末的厚度为０．５－１?｜ｉｍ，大小为５０－６０?［ｉｍ。将粉末与环氧树脂以７５?ｗｔ％??的填充量混合后测试复合材料在２－１８?ＧＨｚ的电磁参数（图１．６），结果显示介电??常数和磁导率都随着球磨时间的延长而增加。这是因为随着球磨时间的延长粉末??扁平度增加
【参考文献】：
期刊论文
[1]吸波材料吸波机制及吸波剂性能优劣评价方法[J]. 王涛,张峻铭,王鹏,乔亮,唐丽云,薛德胜,李发伸. 磁性材料及器件. 2016(06)
[2]高温结构吸波材料综述[J]. 刘海韬,程海峰,王军,唐耿平,郑文伟. 材料导报. 2009(19)
[3]磁性吸波碳纤维掺杂聚氨酯泡沫制备夹层结构吸波材料[J]. 黄小忠,黎炎图,杜作娟,冯春祥,唐争生. 高科技纤维与应用. 2009(04)
[4]蜂窝结构吸波材料等效电磁参数和吸波特性研究[J]. 何燕飞,龚荣洲,王鲜,赵强. 物理学报. 2008(08)
[5]吸波材料的吸波原理及其研究进展[J]. 赵灵智,胡社军,李伟善,何琴玉,陈俊芳,汝强. 现代防御技术. 2007(01)
[6]隐身吸波涂料概述[J]. 汪世平. 上海涂料. 2006(05)
[7]四探针技术测量薄层电阻的原理及应用[J]. 刘新福,孙以材,刘东升. 半导体技术. 2004(07)
[8]吸波材料的微波损耗机理及结构设计[J]. 李黎明,徐政. 现代技术陶瓷. 2004(02)
[9]铁磁材料涡流损耗的定量分析[J]. 臧永丽,王新民. 山东理工大学学报(自然科学版). 2003(03)
[10]吸波材料的基础研究及微波损耗机理的探讨[J]. 步文博,徐洁,丘泰,李远强,唐惠东. 材料导报. 2001(05)
博士论文
[1]磁性纳米粒子负载石墨烯的结构调控及吸波机理研究[D]. 郭晓琴.郑州大学 2016
[2]Fe/SiO2纳米复合材料的微结构与磁性研究[D]. 马骥.兰州大学 2009
硕士论文
[1]片状Fe-Co合金磁粉吸收剂的电磁性能研究[D]. 陈辉.华中科技大学 2015
[2]尖锥八面体Fe3O4及六角片状Ba（Me）xCo2-2xFe16O27微波吸收性能凝聚态物理[D]. 卢玉娥.中南大学 2011
[3]FeCo基纳米晶吸收剂的制备与电磁性能研究[D]. 庞永强.国防科学技术大学 2009
本文编号：3506174
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3506174.html
