溶胶凝胶制备磁性纤维及其吸波性能研究

发布时间：2020-08-13 02:28

【摘要】：铁氧体和金属微粉是应用最广泛的磁性吸波材料,具有介电材料和铁磁性材料的双重性质,可以通过介电损耗和磁损耗共同吸收电磁波。但传统的铁氧体粉末和金属微粉吸波材料具有密度大的缺点。本文针对传统磁性吸波材料密度高的缺点,采用溶胶凝胶法和静电纺丝技术制备轻质磁性纤维,提高其吸波性能、研究其吸波机制,讨论制备参数对吸波性能的影响。以柠檬酸、硝酸钴和硝酸铁为原料,采用溶胶凝胶法和静电纺丝技术制备了CoFe_2O_4纳米纤维和纳米颗粒。纳米纤维密度约为纳米颗粒的1/10。CoFe_2O_4纳米纤维具有典型的一维纳米结构,由许多细小的纳米颗粒沿一维方向紧密排列而成;CoFe_2O_4纳米颗粒尺寸不均匀,出现团簇现象。CoFe_2O_4纳米纤维具有优异的吸波性能,厚度为2-5mm的同心圆环样品反射损耗峰值均低于-10dB,最低峰值达到了-37dB,最大有效吸收带宽为10GHz;CoFe_2O_4纳米颗粒仅在样品厚度为2mm和2.5mm时反射损耗峰值低于-10dB,最低峰值为-25.5dB,最大有效吸收带宽为4.8GHz。以柠檬酸、硝酸镍和硝酸铁为原料,采用溶胶凝胶法和静电纺丝技术制备了Fe_3Ni合金纳米纤维。产物具有明显的纤维结构,当热处理温度为800℃时产物更加纯净。Fe_3Ni合金纤维具有高电导率,因此介电常数较大,当圆环样品中纤维含量为50%时,介电常数会急剧增加,破坏阻抗匹配,使电磁波在材料表面被大量反射。含量为33%的圆环样品吸波性能较好,当热处理温度为600℃时,最低反射峰值为-15dB,最大有效吸收带宽为5GHz;热处理温度为800℃时,最低反射峰值为-15dB,最大吸收带宽为3GHz。以柠檬酸、硝酸镍和硝酸铁为原料,采用溶胶凝胶法和静电纺丝技术制备了Fe_2Ni合金纳米纤维,探究柠檬酸含量和热处理温度对Fe_2Ni合金纤维吸波性能的影响。柠檬酸含量增加会使纺丝液粘度增大,纤维出现交联。Fe_2Ni金纤维具有优异的吸波性能,除2mol柠檬酸、热处理温度为800℃、纤维含量为33%的样品外,其余样品在2-5mm厚度下的损耗峰值都低于-10dB。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ340.1
【图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文度和金属离子比例对其吸波性能的影响。通过溶胶凝胶法和静电纺丝制备的磁性纤维具有强吸收和比重小的特点，使其在飞行器隐身技术领域有着巨大的潜力。1.2 飞行器雷达隐身技术雷达是利用无线电波发现目标并测定目标位置的设备。雷达最早出现在一战时期，如今雷达已经成为各国现代防空技术的核心，其侦测距离远，分辨力强，并朝着智能化的方向发展[1-4]。雷达依靠发射无线电波来侦测目标，无线电波的本质时是电磁波，不同频率的电磁波具有不同的工作特性。图 1-1 展现了不同波段电磁波的命名情况。

三种典型传输线模型

图 1-3 终端接有负载的双导线传输线方程的解可表示为：0( ) ( )jkz j kxLV z V e R e = + （1-100( ) ( )jkz j kxLVI z e R eZ = （1-2式中， 0为电源或信号源的振幅， 0为传输线的特征阻抗。双导体与负载相之后，定义整体的输入阻抗 Zin为：0( )( )( )( ) ( )jkz j kxLi njkz j kxLV ze R eZ z ZI z e R e += = （1-3在 Z=0 处，由式得到( )in 011LLRZ z ZR+= （1-4而此时 ( = 0) = ，即输入阻抗是传输线末端向负载处看过去的实际负整理后得到：

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本文编号：2791383