轻质铁氧体的制备及其在吸波石膏板中的应用

发布时间：2017-09-28 08:26

  本文关键词：轻质铁氧体的制备及其在吸波石膏板中的应用

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【摘要】：建筑物是人类生产和生活的主要场所,为减少电子产品和设备应用产生的电磁辐射,可在建筑上采用电磁防护技术。胶凝材料是应用最广泛的建筑材料,通过在胶凝材料中添加吸波剂达到电磁防护是简单可行的方法。前期研究表明铁氧体掺加到胶凝材料中有利于其吸波性能的提高,但是由于铁氧体比重较大,存在铁氧体用量大和力学性能降低的问题。本论文主要制备比重与石膏密度匹配、与石膏相容性好的轻质铁氧体吸波剂,并将其与石膏复合,对石膏复合吸波材料的性能进行研究。采用溶胶-凝胶法,分别以硅藻土、空心微珠和木粉为基体,在轻质基体表面负载镍锌铁氧体前驱体,并将所制备的前驱体在不同煅烧制度下进行热处理,得到轻质铁氧体。对所得轻质铁氧体样品进行XRD、SEM、DSC-TG、IR、密度及电磁参数测试,研究前驱液的pH值、镍锌比例及煅烧制度对轻质铁氧体物化性能及电磁性能的影响。结果表明,硅藻土/镍锌铁氧体和空心微珠/镍锌铁氧体均具有核-壳结构,铁氧体包覆层为尖晶石型,与基体结合牢固,木粉/镍锌铁氧体为多孔结构。硅藻土/镍锌铁氧体密度为3.2~3.8g/cm~3,空心微珠/镍锌铁氧体的密度约为2.8~3.3g/cm~3,木粉/镍锌铁氧体密度较小,在1 g/cm~3左右。在0~1GHz频率内,硅藻土/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的电磁损耗角正切值之和(tanδ)在0.05~0.3范围内变化,空心微珠/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的tanδ约为0.05~0.1。在2~18GHz频率内,硅藻土/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的tanδ在0.02~0.15之间变化,空心微珠/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的tanδ在0.01~0.1之间,木粉/镍锌铁氧体的tanδ在0.1~0.35之间。选用电磁性能好且比重与石膏匹配的硅藻土/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4和空心微珠/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4分别掺加到石膏中,研究轻质铁氧体含量对石膏基复合吸波材料对吸波性能及力学性能的影响。结果表明,当硅藻土/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4掺加量达到15%时,石膏的抗折强度降低为18%,抗压强度升高13%,11.8GHz最大反射率可达-6.1dB;空心微珠/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4掺加量为15%时,石膏的抗折强度降低25%,抗压强度增大15.4%,11.7GHz时反射率可达-5.6dB。
【关键词】：吸波材料 轻质铁氧体 石膏 电磁性能
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34;TM277
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 吸波材料9-11
• 1.1.1 吸波材料研究背景9
• 1.1.2 吸波材料工作原理9-10
• 1.1.3 吸波材料分类10-11
• 1.1.4 吸波材料的研究趋势11
• 1.2 吸波胶凝材料的研究现状11-12
• 1.3 铁氧体吸波剂研究现状12-14
• 1.4 研究目的及内容14-17
• 1.4.1 研究目的14
• 1.4.2 研究内容14-17
• 第2章 硅藻土/镍锌铁氧体的制备与性能17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 实验部分17-19
• 2.2.1 实验原料及设备17-18
• 2.2.2 实验制备过程18
• 2.2.3 测试与表征18-19
• 2.3 硅藻土/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的表征19-27
• 2.3.1 复合粉体的红外光谱分析19
• 2.3.2 pH值对硅藻土/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的影响19-21
• 2.3.3 煅烧温度对硅藻土/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的影响21-22
• 2.3.4 镍锌比例对硅藻土/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的物相影响22-23
• 2.3.5 硅藻土/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的表面形貌23-24
• 2.3.6 不同镍锌比例制备的硅藻土/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的密度24
• 2.3.7 硅藻土/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的电磁性能24-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 空心微珠/镍锌铁氧体铁氧体的制备与性能29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 实验方法29-30
• 3.2.1 实验原料及设备29
• 3.2.2 空心微珠基/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的制备29-30
• 3.2.3 测试与表征30
• 3.3 空心微珠/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的表征30-37
• 3.3.1 空心微珠负载Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4前后的红外光谱分析30-31
• 3.3.2 空心微珠/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的表面形貌31
• 3.3.3 pH值对空心微珠/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4物相组成的影响31-32
• 3.3.4 煅烧温度对空心微珠/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的物相影响32-33
• 3.3.5 镍锌比例对空心微珠/Ni_XZn_(1-X)Fe_2O_4的影响33-34
• 3.3.6 空心微珠/Ni_xZn_(1-x)Fe_2O_4的电磁参数34-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 木粉基镍锌铁氧体的制备与性能39-49
• 4.1 引言39
• 4.2 实验方法39-41
• 4.2.1 实验原料39-40
• 4.2.3 木粉基镍锌铁氧体的制备40
• 4.4.4 测试与表征40-41
• 4.3 木粉/镍锌铁氧体的表征41-47
• 4.3.1 复合粉体的红外光谱分析41
• 4.3.2 复合粉体的差热-热重曲线41-42
• 4.3.3 氦气气氛下制备粉体的性能42-47
• 4.4 本章小结47-49
• 第5章 轻质铁氧体在石膏材料中的应用49-59
• 5.1 前言49
• 5.2 实验方法49-50
• 5.2.1 实验原料49
• 5.2.2 实验设备49
• 5.2.3 试样制备49-50
• 5.2.4 性能测试方法50
• 5.3 硅藻土/镍锌铁氧体在石膏中的应用50-54
• 5.3.1 硅藻土/镍锌铁氧体掺量对石膏吸波性能的影响50-51
• 5.3.2 硅藻土/镍锌铁氧体掺量对石膏表面形貌的影响51-53
• 5.3.3 硅藻土/镍锌铁氧体掺量对石膏力学性能的影响53-54
• 5.4 空心微珠/镍锌铁氧体在石膏中的应用54-56
• 5.4.1 空心微珠/镍锌铁氧体掺量对石膏吸波性能的影响54
• 5.4.2 空心微珠/镍锌铁氧体掺量对石膏表面形貌的影响54-56
• 5.4.3 石膏基复合吸波材料的力学性能56
• 5.5 本章小结56-59
• 结论59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文65-67
• 致谢67

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