镍钴铁氧体的制备及吸波性能研究

发布时间：2017-10-30 17:18

  本文关键词：镍钴铁氧体的制备及吸波性能研究

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【摘要】：铁氧体作为一种典型的铁磁性物质,人们对其磁性能的探究已非常深入,在数据记录、信号传播、数字通信等领域都有十分广泛的应用,但是它作为一种吸波材料,尤其是在高频下的应用却仍有许多难题尚未攻克。理想的吸波材料应具备:质量轻、频幅宽、密度低、厚度薄、成本低等特点,因此本文一方面优化了制备镍钴铁氧体的途径,使得制备工艺更加简单,另一方面也提高了它在磁性和吸波方面的性能,主要研究内容包括:首先,研究制备方法对铁氧体的影响。以氧化镍、氧化钴和铁粉为原料,分别采用微波辅助球磨法、搅拌球磨法、纯微波法和行星球磨法制备镍钴铁氧体。最终的分析结果显示只有通过微波辅助球磨法才能成功合成目标物质,另外三种方法都因为缺少相应的后续处理(如高温退火、烧结)而没有得到镍钴铁氧体。然后利用谢乐公式、JIADE软件,经过扣除背底等精修方式处理以后,最终发现所获得的铁氧体平均晶粒尺寸约为15nm。为了进一步分析目标物质的结构、形貌,在本实验中采用透射电镜开展下一步研究。通过透射及SEAD图片得知,镍钴铁氧体的平均晶粒尺寸为15nm左右,进一步辅证了上面的结论。另外我们从TEM图中看到了大量的团簇结构,经研究分析,该团簇对材料的磁性有很大的影响。铁氧体最重要的性能之一是磁性能,所以本文亦对它的磁性能,如饱和磁化强度、矫顽力和净磁矩进行了分析,通过研究发现,镍钴铁氧体的磁性随着镍钴元素比例的变化呈现出有规律的变化。随着镍含量的增加,三个参数均减小,这跟镍钴离子本身的占位有很大的关系。之后又综合研究了掺杂稀土元素(Nd)对镍钴铁氧体结构、形貌、磁性等相关性能的影响,并与前文形成对比,发现随着元素添加量的增加,物质形貌和磁性能发生了有规律的变化。最后深入探讨了镍钴铁氧体相对介电常数和相对磁导率随频率、厚度变化的情况,并判断材料主要的损耗类型,最终发现了以下规律:1、介电常数和磁导率的实部和虚部都随着镍含量的增加而呈现上升的趋势;2、随着厚度的增加,材料的最佳频率点向低频方向移动。此外,从结果中发现Ni0.5Co0.5Fe2O4在5-16GHz的频率内的反射值大都在-10d B以下,并且Ni0.8Co0.2Fe2O4在频率为11.52GHz,厚度为2.5mm时,反射值可达到-36.2d B,表明其吸收率已经达到99.99%,充分说明了镍钴铁氧体作为吸波材料的优越性以及巨大的潜力。
【关键词】：镍钴铁氧体 微波辅助球磨法 磁性能 稀土元素 吸波性能
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM277
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-27
• 1.1 铁氧体吸波材料的研究意义10
• 1.2 铁氧体吸波材料的发展历程10-12
• 1.3 新型吸波材料12-16
• 1.3.1 纳米吸波材料12-13
• 1.3.2 耐高温吸波材料13-14
• 1.3.3 等离子体吸波材料14
• 1.3.4 导电聚合物吸波材料14-15
• 1.3.5 左手材料15-16
• 1.3.6 手性吸波剂16
• 1.4 铁氧体吸波材料的制备方法16-21
• 1.4.1 气相法17-18
• 1.4.2 溶液法18-21
• 1.4.3 固态法21
• 1.5 铁氧体吸波材料的损耗机理21-23
• 1.6 影响吸波材料性能的因素23-25
• 1.6.1 晶粒尺寸23-24
• 1.6.2 相组成差异24
• 1.6.3 制备工艺24-25
• 1.7 论文研究背景及内容25-27
• 第2章 实验试剂及表征27-32
• 2.1 化学试剂27
• 2.2 仪器设备27-29
• 2.3 材料表征及性能检测29-32
• 2.3.1 XRD射线表征29
• 2.3.2 TEM透射电镜表征29-30
• 2.3.3 振动样品磁强计（VSM）表征30
• 2.3.4 吸波性能测定30-32
• 第3章 Ni-Co铁氧体的制备及性能研究32-46
• 3.1 前言32-33
• 3.2 镍钴铁氧体（x=0.2,0.5,0.8）的制备33-34
• 3.3 镍钴铁氧体的制备及结果分析讨论34-40
• 3.3.1 镍钴铁氧体XRD表征34-35
• 3.3.2 镍钴铁氧体的SEAD及TEM表征35-36
• 3.3.3 镍钴铁氧体磁性性质36-38
• 3.3.4 实验分析与讨论38-40
• 3.4 掺杂稀土元素对镍钴铁氧体的影响40-44
• 3.4.1 掺杂稀土元素后的衍射图变化40-41
• 3.4.2 掺杂稀土元素后晶粒变化41-42
• 3.4.3 掺杂稀土元素后磁性能变化42-44
• 3.5 小结44-46
• 第4章 镍钴复合铁氧体吸波性能的研究46-62
• 4.1 前言46-47
• 4.2 样品制备47
• 4.3 结果与讨论47-60
• 4.3.1 介电常数与磁导率47-53
• 4.3.2 吸波性能53-60
• 4.4 小结60-62
• 结论62-63
• 研究展望63-64
• 参考文献64-78
• 致谢78-79
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录79

【参考文献】

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本文编号：1118565