铁族非晶材料的制备及其吸波性能研究

发布时间：2020-06-19 02:18

【摘要】：随着电子技术的高速发展,高度集成化的电子设备内部各元器件间的电磁干扰现象日益凸显。而且,由于各领域内电磁波的应用日益增多,使得电磁污染成为了继空气污染、水体污染和噪声污染之后的第四大污染。电磁污染作为一种新型的环境污染,它对通信、国防以及人体健康都将带来巨大的威胁和危害。因此,研制性能优异的吸波材料就具有十分深远的意义,吸波材料不仅可以应用于军事领域,如实现战斗机等武器装备的隐身,从而提升武器在战争中的生存几率和突防作战能力;也可以应用于民用工业领域,如提高电子设备的抗干扰能力、加强信息的安全保密性和实现健康安全防护。磁性金属微粉,其作为吸波材料,由于具有高居里温度、高饱和磁化强度和高磁导率等优异特性而被广泛关注。然而,磁性金属微粉自身的介电常数较大,不易实现良好的阻抗匹配,限制了其在吸波领域的深入应用。本文将研究与磁性金属微粉一样有优异磁学特性的铁族非晶合金材料的吸波性能,由于其具有独特的高阻态特性,可以使材料的良好阻抗匹配更易实现,从而能有效提升材料对电磁波的吸收能力。主要研究内容及结论如下:(1)通过单辊快淬法制备得到组分为Co64.08Fe4.104B22.4Si5.6Nb3.816的非晶薄带,然后在氩气保护条件下进行行星机械球磨制备得到非晶粉末。研究了吸波材料中不同质量分数的吸波剂对材料吸波性能的影响。实验结果表明,随着吸波剂质量分数的增加,材料的吸波性能先增强后减弱。高质量分数条件下,材料吸波性能的降低是由于阻抗失配引起的。当质量分数为70%时,最大反射损耗值(RLmax)达到-13.8 dB。(2)通过化学腐蚀对Co基非晶粉末进行表面处理,研究化学腐蚀处理pH值和腐蚀时间对材料吸波性能的影响。实验结果表明,随着pH值的减小,材料的吸波性先增强后减弱。然后在最优pH值处理条件不,研究不同腐蚀时间对材料吸波性能的影响。实验结果表明,随着化学腐蚀时间的延长,吸波性能先增强后减弱。在pH=2,1h化学腐蚀处理条件下,材料吸波性能达到最强,RLmax值达到-45.2 dB。(3)采用将石墨烯和化学腐蚀表面处理Co基非晶粉末共同机械球磨的方法制备得到复合材料。研究了与不同质量分数的石墨烯材料复合对材料吸波性能的影响。实验结果表明,石墨烯复合能有效提升材料在低涂层厚度条件下的吸波性能。当石墨烯质量分数为8%时,在涂层厚度仅为1.4 mm条件下,RLmax达到-39.3 dB。(4)采用相同方法制备得到组分为Fe76Si7.6B9.5P5C1.9的廉价非晶粉末,研究质量分数和化学腐蚀表面处理对其吸波性能的影响。实验结果表明,当质量分数为70%时,Fe基非晶粉末最大反射损耗值达到-34.2 dB。在pH=3条件下,化学腐蚀处理10 min,材料的最大反射损耗值增大到-68.9 dB。(5)研究组分为Fe_(65)Co_(20)B_(15)的三元Fe基非晶粉末质量分数对材料吸波性能的影响。实验结果表明,当质量分数为60%时,最大反射损耗值达到-50.3 dB。
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X591;TG139.8
【图文】：

母合金,快淬法,非晶薄带,熔炼炉

合金熔炼将进行如下均匀化处理：熔炼次数达３次，每次持续２０邋ｍｉｎ。将熔炼均逡逑匀后的合金熔体沿石英坩埚浇铸到铜模中，制备得到直径为６０邋＿，厚为２邋ｍｍ逡逑的母合金铸锭。实验装置及母合金铸锭如图２．１所示。逡逑酬逡逑图２．１邋（ａ）高频感应熔炼炉装置，（ｂ）母合金样品逡逑非晶薄带是通过单辊快淬法制备得到的。其中非晶薄带制备所需要的原料均逡逑由此前制备的母合金铸锭破碎而来。对母合金铸锭的破碎处理而言，只要能顺利逡逑装载到薄带制备仪器的玻璃管中即可。将玻璃管固定在活动气缸下，通过调节使逡逑玻璃管处于竖直状态且喷嘴平面与铜棍最高点相切。薄带制备的工艺参数如下：逡逑１１逡逑Ｉ逡逑

非晶薄带,快淬法,实验装置,样品

辊嘴间距离为０．２邋ｍｍ，氩气分为压０．０３邋ＭＰａ，铜棍外侧线速度为２０邋ｍ／ｓ。制备逡逑得到的非晶薄带分别用刻度尺和螺旋测微器测量其宽度和厚度。非晶薄带制备仪逡逑器和非晶薄带样品如图２．２所示。逡逑．媝Ｉ逡逑１＾３邋丨邋ｐ逡逑图２．邋２邋（ａ）单辊快淬法实验装置，（ｂ）非晶薄带样品逡逑２．２非晶粉末的制备逡逑将制备得到的非晶薄带与不锈钢磨球按照６０：１的质量球料比共同装载到球逡逑磨罐中。磨球有直径为５邋ｍｍ，邋１０ｍｍ和２０邋ｍｍ；质量为０．５邋ｇ，４ｇ和３３邋ｇ的大中逡逑小三种，其中机械球磨需要的磨球按照一定大中小球比例组成。球磨罐封装完毕逡逑后，用机械泵对球磨罐进行初级真空处理，以达到减少球磨罐内空气的目的。然逡逑后通入高纯氩气作为保护气，使球磨过程在高纯氩气氛围下进行，起到防止材料逡逑被氧化的作用。随后将球磨罐以对称的形式安装到Ｇ０Ｒ７５型行星球磨机上，并逡逑确保球磨罐被锁紧。在３００邋ｒ／ｍｉｎ的实验条件下，按交替运行模式进行运行时间逡逑为４邋ｍｉｎ

【参考文献】