宽频带低频微波吸收薄层材料研究

发布时间：2017-06-08 12:12

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【摘要】：本论文主要针对低频隐身问题,研究应用型雷达吸波材料。主要研究了在磁场中对片状羰基铁粉进行取向,以提高其磁导率和磁损耗。本文通过高能球磨的方法获得片状各向异性羰基铁粉(PACI)粉末。然后与石蜡混合,压制成外径7.00mm、内径3.04mm、厚度3-4mm的同心圆环。将制得的同心圆环在磁场中取向,使得片状粉末平面垂直于同心圆环的轴线,制得定向片状各向异性羰基铁粉(OPACI)样品。在1.0 GHz时,OPACI样品的μ’为10.2,远大于PACI样品的6.8,μ"为6.6,远大于PACI样品的2.8。PACI样品的μ"在1.0-3.4 GHz频段内,从2.8增加到3.4,在3.4-18.0GHz频段内,逐渐降低。而对于OPACI样品,μ"≈6.6在1.0-3.0 GHz频段内保持稳定,然后随频率增大逐渐减小。运用传输线理论计算了反射率,发现取向确实很大程度提高了羰基铁粉的微波吸收性能,特别是低频性能。对PACI样品,当涂层厚度为2.9 mm时,在1.9 GHz处,反射损耗能达到-40 dB,损耗带宽(RL-10 dB)能有1.1 GHz(1.4-2.5 GHz)。对于OPACI样品来说,当涂层厚度为2.3 mm时,在1.8 GHz处,反射损耗能达到-44 dB。在其它频率也有不俗的表现,1.0 GHz有-7.3 dB,在2.0 GHz达到-20 dB,即使在8.0 GHz处也有-5.4 dB,损耗带宽(RL-10 dB)能有1.9 GHz(1.2-3.1 GHz)。可见,OPACI材料能够在低频大带宽内有效地吸收电磁波。对一些特殊的低频应用,吸收涂层厚度需要不超过1 mm。OPACI涂层在1mm厚度时也有优异表现：1.0 GHz有-2.5 dB,2.0 GHz有-5.8 dB,8.0 GHz有-6.5 dB,在3.8 GHz处达到-11.1 dB。作为对比,PACI涂层在1 mm厚度时：1.0 GHz有-1.0 dB,2.0 GHz有-2.7 dB,8.0 GHz有-7.9 dB,在5.6 GHz处达到-9.3 dB。结果显示,通过磁场取向,OPACI样品极大地提高了低频宽带吸波性能。根据基特尔模型和德拜模型,分别对未取向和取向后的羰基铁粉的磁化率进行拟合。拟合结果很好地符合测量结果。运用磁学原理对结果进行了机理分析与讨论。本论文所研究内容贴近工程应用,应用转化性非常强,具有很高的应用价值。
【关键词】：磁导率 反射损耗 宽带吸收
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM25
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-14
• 1.1 研究背景12
• 1.2 吸波材料现状和趋势12-13
• 1.3 本论文的工作13-14
• 2 本论文的理论基础14-20
• 2.1 磁损耗型微波吸收材料14
• 2.2 微波吸收材料反射率14-15
• 2.3 磁损耗机制15-16
• 2.3.1 畴壁共振15
• 2.3.2 自然共振15-16
• 2.4 磁导率模型16-20
• 2.4.1 基特尔模型(Kittel model)16
• 2.4.2 朗道-利夫席茨-吉尔伯特方程模型(LLG equation)16-17
• 2.4.3 科尔-科尔模型(Cole-Cole dispersion law)17
• 2.4.4 多洛伦兹色散模型(multiple Lorentzian dispersion law)17-20
• 3 样品制备与表征20-24
• 3.1 样品制备20
• 3.2 样品形貌20-21
• 3.3 样品磁滞回线21
• 3.4 样品电磁参数21-22
• 3.5 样品反射率22-24
• 4 磁导率模型与机理分析24-28
• 4.1 磁导率模型24
• 4.2 拟合结果与分析24-28
• 5 结论28-30
• 致谢30-32
• 附录A 磁导率模型相关曲线32-34
• A.1 基特尔模型(Kittel model)32-33
• A.2 科尔-科尔模型(Cole-Cole dispersion law)33-34
• 参考文献34-38
• 简历与科研成果38-39

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