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羰基铁粉/FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的性能

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材料导报 2021年第10期35卷 10023-10028页

作者：池强谢磊常良李强董亚强新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046 中国科学院磁性材料与器件重点实验室浙江省磁性材料及其应用技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

随着5G时代的到来,数量庞大的基站建设对低损耗、高频特性、大功率软磁复合磁粉芯的需求不断增长,同时,宽禁带半导体技术的迅速发展对电子器件的小型化、高频化、高功率密度提出了更高的要求。然而,几乎没有软磁材料能够满足第三代宽禁... 详细信息

随着5G时代的到来,数量庞大的基站建设对低损耗、高频特性、大功率软磁复合磁粉芯的需求不断增长,同时,宽禁带半导体技术的迅速发展对电子器件的小型化、高频化、高功率密度提出了更高的要求。然而,几乎没有软磁材料能够满足第三代宽禁带半导体的外源环境要求,这进一步制约了下一代电子器件的发展。为了满足发展需求,本工作通过将具有高饱和磁化强度(M_(s))的羰基铁粉(Carbonyl iron powder,CIP)与水雾化FeSiBCCr微细非晶粉末复合,成功制备了综合软磁性能优异的FeSiBCCr复合非晶磁粉芯。研究结果表明,与没有复合CIP的FeSiBCCr非晶磁粉芯相比,当CIP含量为20%(质量分数,下同)时,FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的M_(s)提高到160 emu/g左右,整体提高约6.7%;在100 Oe外加直流场下,FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的直流偏置性能达到72%,提高了10.8%;在0.05 T@100 kHz条件下,FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的损耗降低至296 mW/cm^(3),整体降低11.6%;FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的有效磁导率和品质因数分别提高到47.0和174,提高了14.6%和9.4%。通过复合不同含量的CIP制备的新型FeSiBCCr复合非晶磁粉芯具有高的饱和磁化强度、低的损耗和良好的直流偏置特性,有望满足高频大电流器件的需要,在高频电磁系统中具有良好的应用前景。

关键词：复合非晶磁粉芯羰基铁粉饱和磁化强度损耗直流偏置性能

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羰基铁粉/聚醚醚酮复合材料电磁特性的研究

电子元件与材料 2022年第9期41卷 949-955页

作者：刘川梁迪飞邢正维李维佳李健骁电子科技大学国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心四川成都611731

优化及控制吸波材料的电磁参数具有重要意义。调控吸收剂含量可以调节吸波带宽,因此研究了吸收剂含量对复合材料电磁参数的影响。为了简化CIPs/PEEK复合材料电磁参数的测试过程,研究了CIPs/PEEK、CIPs/Paraffin两种不同复合材料在具有... 详细信息

优化及控制吸波材料的电磁参数具有重要意义。调控吸收剂含量可以调节吸波带宽,因此研究了吸收剂含量对复合材料电磁参数的影响。为了简化CIPs/PEEK复合材料电磁参数的测试过程,研究了CIPs/PEEK、CIPs/Paraffin两种不同复合材料在具有相同磁导率时,羰基铁粉质量占比的对应关系。并利用Maxwell-Garnett公式优化两种材料在对应时所产生的介电常数差值。优化后,介电常数实部的差值缩小,反射损耗峰位置不再向低频移动,在0.5~14 GHz反射率测试值和实际测试值基本吻合,在14~18 GHz有-1 dB差异。本文结论对现实中CIPs/PEEK复合材料的电磁参数控制和表征具有一定指导意义。

关键词：热塑性材料吸波性能羰基铁粉聚醚醚酮 Maxwell-Garnett

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羰基铁粉作为微波吸收材料的研究进展

包装工程 2023年第9期44卷 129-136页

作者：覃仁驰孟凡彬西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

目的介电损耗低、吸收带宽较窄、密度高等缺点制约着羰基铁粉(Carbonyl Iron Powder,CIP)在吸波领域中的应用。在CIP材料的基础上,使用不同的改性方法,开发“轻、宽、强、薄”的CIP微波吸收材料,实现对微波的高效吸收。方法综述近年来... 详细信息

目的介电损耗低、吸收带宽较窄、密度高等缺点制约着羰基铁粉(Carbonyl Iron Powder,CIP)在吸波领域中的应用。在CIP材料的基础上,使用不同的改性方法,开发“轻、宽、强、薄”的CIP微波吸收材料,实现对微波的高效吸收。方法综述近年来羰基铁粉作为吸波材料的研究现状,介绍和分析不同改性方法,如形貌改性、涂覆改性、复合改性等对羰基铁复合材料吸波性能的影响。结论CIP作为微波吸收材料,可以通过不同改性方法来改善缺点,制备的复合材料更符合当下社会对吸波材料的需求,与传统CIP材料相比,CIP复合材料作为微波吸收剂,具有更大的潜力。

关键词：微波干扰羰基铁粉微波吸收材料改性

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羰基铁粉复合多孔吸波涂层的优化设计

表面技术 2021年第11期50卷 155-164页

作者：杨平安黄宇轩李锐孙杨黄鑫寿梦杰杨健健重庆邮电大学自动化学院重庆400065 中国人民解放军军事科学院防化研究院武汉710018

目的解决吸波剂羰基铁粉颗粒(CIP)构成的吸波涂层存在密度较大、涂层厚度过大的问题。方法利用三维多孔结构降低复合吸波涂层的密度并改善阻抗失配,从而构筑轻质宽频羰基铁粉复合吸波涂层。利用有限元分析软件建立了羰基铁粉/石蜡复合... 详细信息

目的解决吸波剂羰基铁粉颗粒(CIP)构成的吸波涂层存在密度较大、涂层厚度过大的问题。方法利用三维多孔结构降低复合吸波涂层的密度并改善阻抗失配,从而构筑轻质宽频羰基铁粉复合吸波涂层。利用有限元分析软件建立了羰基铁粉/石蜡复合多孔吸波涂层的仿真模型,通过仿真研究了三维多孔结构的孔隙率、孔径和孔隙分布方式对复合吸波涂层性能(最小反射损耗、有效吸收带宽、峰值吸收频率和密度)的影响规律,揭示了羰基铁粉多孔结构的吸波机理,并确定了具有最佳综合性能的羰基铁粉三维多孔复合吸波涂层的结构参数。结果随着孔隙率的增加,涂层密度减小且峰值吸收频率向高频移动;而随着孔径的减小,涂层除峰值吸收频率向高频移动外,最小反射损耗和有效吸收带宽分别呈减低和增加的趋势,吸波性能得到有效改善。孔隙分布方面,在随机、有序、梯度递减和梯度递增4种分布方式中,梯度递减分布表现出最佳的吸波性能。相较于无孔结构,羰基铁粉质量分数为75%、孔隙率为16%、孔径为0.325 mm、孔隙呈梯度递减分布的三维多孔涂层,其有效吸收带宽(RL羰基铁粉涂层轻质、宽频吸波的目的。

关键词：吸波涂层羰基铁粉三维多孔结构轻质宽频

改性羰基铁粉制备及其在蓝光固化磁控超疏水薄膜中的应用

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纺织学报 2022年第12期43卷 88-95页

作者：乔路阳吕巧莉胡乾恒王成龙郑今欢浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心浙江杭州310018 浙江省纺织工程学会浙江杭州310018

针对超疏水涂层膜在固化过程中功能性颗粒的不受控运动以及传统的热固化能耗高、耗时长的缺点,通过对羰基铁粉进行改性,并将磁控技术和蓝光固化技术相结合构筑超疏水薄膜。分析改性剂质量比、用量、pH值以及温度对羰基铁粉改性效果的影... 详细信息

针对超疏水涂层膜在固化过程中功能性颗粒的不受控运动以及传统的热固化能耗高、耗时长的缺点,通过对羰基铁粉进行改性,并将磁控技术和蓝光固化技术相结合构筑超疏水薄膜。分析改性剂质量比、用量、pH值以及温度对羰基铁粉改性效果的影响,确定最佳改性工艺;研究了磁场强度对光固化薄膜表面接触角以及形貌的影响规律。结果表明:当改性剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与1H,1H,2H,2H-全氟葵基三甲氧基硅烷质量比为13,质量分数为20%,pH值为6,温度为75℃,时间为1.5 h时,羰基铁粉表面改性效果最佳,其活化度达到96%,Zeta电位绝对值由22 mV提高至43 mV;随着磁感应强度的增加,薄膜表面接触角不断增加,当磁感应强度为75 mT时,超疏水薄膜的表面接触角达到157.6°,滚动角为6°,符合超疏水标准。

关键词：超疏水薄膜蓝光固化磁控技术羰基铁粉疏水改性

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羰基铁粉抗氧化性能研究现状

材料导报 2018年第5期32卷 749-754页

作者：周影影谢辉周万城西安航空学院材料工程学院西安710077 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

羰基铁粉具有高磁导率和高磁损耗等优良特性,被认为是薄层吸波涂层吸收剂的理想材料。加之,羰基铁粉的居里温度较高,有望成为薄层耐温吸波涂层的吸收剂。但是,羰基铁粉由于颗粒尺寸较小,颗粒表面积较大,在高温下的抗氧化性较差,近年来... 详细信息

羰基铁粉具有高磁导率和高磁损耗等优良特性,被认为是薄层吸波涂层吸收剂的理想材料。加之,羰基铁粉的居里温度较高,有望成为薄层耐温吸波涂层的吸收剂。但是,羰基铁粉由于颗粒尺寸较小,颗粒表面积较大,在高温下的抗氧化性较差,近年来有关其抗氧化性能的研究已成为备受关注的热点。本文概述了羰基铁粉吸收电磁波的机制以及提高抗氧化性能的机理,介绍了几种有助于提高其抗氧化性能的制备方法,最后展望了这一领域的研究前景。

关键词：羰基铁粉抗氧化性吸波性能

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羰基铁粉@聚苯胺防腐吸波粉体的制备与性能

材料工程 2014年第11期42卷 90-96页

作者：汪晓芹徐金鑫黄大庆熊善新邓宇强宫铭张永郭飞西安科技大学化学与化工学院西安710054 北京航空材料研究院北京100095 西安热工研究院有限公司西安710032

通过引发吸附在十二烷基苯磺酸(DBSA)改性羰基铁粉(CIP)表面的苯胺原位聚合,制备了具有核壳结构的羰基铁粉@聚苯胺(PANI)复合粉体。研究表明:DBSA对羰基铁粉有良好的分散保护作用;羰基铁粉经聚苯胺包覆后,涂层的自腐蚀电位显著升高,阳... 详细信息

通过引发吸附在十二烷基苯磺酸(DBSA)改性羰基铁粉(CIP)表面的苯胺原位聚合,制备了具有核壳结构的羰基铁粉@聚苯胺(PANI)复合粉体。研究表明:DBSA对羰基铁粉有良好的分散保护作用;羰基铁粉经聚苯胺包覆后,涂层的自腐蚀电位显著升高,阳极极化电流变化平缓,显著降低了金属被氧化腐蚀的速度;聚苯胺链上的—NH—与环氧树脂链上的环氧端基间产生化学键合和氢键,对涂层有显著的增强增韧效果;涂层的微波吸收更强,有效频宽变宽,最大吸波向高频方向移动。

关键词：聚苯胺羰基铁粉十二烷基苯磺酸防腐吸波

石墨烯-羰基铁粉线材的制备及其吸波性能分析

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复合材料学报 2022年第7期39卷 3292-3302页

作者：叶喜葱欧阳宾杨超胡正浪何恩义吴海华三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心宜昌443002 三峡大学机械与动力学院宜昌443002

为了提高单一磁性吸波材料的吸波性能,以聚乳酸(PLA)作为基体材料,将磁性材料羰基铁粉(CIP)与石墨烯(RGO)进行复合,制备RGO-CIP/PLA复合材料。通过TG、XRD等多种测试手段对复合材料的结构、形貌等进行表征。同时使用矢量网络分析仪对复... 详细信息

为了提高单一磁性吸波材料的吸波性能,以聚乳酸(PLA)作为基体材料,将磁性材料羰基铁粉(CIP)与石墨烯(RGO)进行复合,制备RGO-CIP/PLA复合材料。通过TG、XRD等多种测试手段对复合材料的结构、形貌等进行表征。同时使用矢量网络分析仪对复合材料的电磁参数进行测试,计算出不同厚度的吸波性能,研究了RGO的添加量对RGO-CIP/PLA复合材料的吸波性能影响。结果表明:当RGO质量分数为4wt%,CIP质量分数为20wt%时,RGO-CIP/PLA复合材料吸波性能最优;吸收厚度为3 mm时,达到了-27.25 dB最小的R值,同时其吸收带宽为2.922 GHz (7.227~10.149 GHz)。同时,随着其吸收厚度的增加,有效吸收带宽(R_(L)<-10 dB)会移动至较低的频带。

关键词：复合材料石墨烯羰基铁粉吸波性能电磁参数

羰基铁粉核壳复合吸波材料的制备及其性能研究

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羰基铁粉核壳复合吸波材料的制备及其性能研究

作者：杜靖珩武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着现代科技的进步,电磁干扰问题日益严重,微波吸收材料是解决这一问题的重要途径。羰基铁粉作为一种典型磁性金属材料,在微波吸收领域有着巨大的应用潜力,但其存在吸波频带窄、易氧化和容易团聚等缺点,亟需对其进行改性处理。... 详细信息

近年来,随着现代科技的进步,电磁干扰问题日益严重,微波吸收材料是解决这一问题的重要途径。羰基铁粉作为一种典型磁性金属材料,在微波吸收领域有着巨大的应用潜力,但其存在吸波频带窄、易氧化和容易团聚等缺点,亟需对其进行改性处理。为此,本文制备了三种典型结构的羰基铁粉核壳复合吸波材料,包括单层核壳CIP@SiO、双层核壳CIP@SiO@ZrO和蛋黄壳(yolk-shell)结构的CIP@void@ZrO。羰基铁粉和介电陶瓷材料(SiO和ZrO)的有机结合,一方面增强了复合材料的微波吸收能力,拓宽了吸波频带;另一方面,显著提升了羰基铁的抗氧化性能,拓宽了羰基铁粉复合吸波材料的温度使用范围。首先,在常温下,CIP芯的强磁损耗与ZrO壳的优异介电损耗之间的有机结合,使CIP@SiO@ZrO和CIP@void@ZrO的电磁吸收性能相比CIP都有了明显的提升。其中又以CIP@void@ZrO的吸波性能最好,这主要得益于蛋黄壳结构特殊的中空空腔对阻抗匹配性能的改善。与此同时,多界面极化损耗和偶极取向极化损耗的加强也对其吸能性能提升起到了积极作用。例如,在厚度为2.2 mm时,CIP@void@ZrO最小反射损耗达到了-28.38 d B(12.56 GHz);在2.1 mm厚度下,其有效吸收带宽(最小反射损耗小于-10 d B的频段)达到7.44 GHz。而对于CIP@SiO@ZrO,在厚度为1.7 mm时,最小反射损耗为-20.69 d B(17.44 GHz),在2 mm厚度下有效吸收带宽为6.48 GHz。其次,选取不同的氧化温度点对CIP、CIP@SiO、CIP@SiO@ZrO和CIP@void@ZrO在空气气氛下进行热处理,并评估各样品的抗氧化性能。通过综合比较发现CIP@SiO@ZrO表现出良好的耐高温性能,SiO和ZrO双层外壳结构对CIP磁芯的保护作用显著,具体表现为其初始氧化温度相比CIP提高了约200℃,同时在400℃下有效吸收频段保持在常温的80%左右。蛋黄壳结构的CIP@void@ZrO的抗氧化性能提升有限,其有效吸收频段的保持能力下降明显,在400℃的有效吸收频段仅为常温时的57.4%。综上所述,本文中制备的具有蛋黄壳结构的CIP@void@ZrO,因为其中空结构对阻抗匹配性能的提升,在常温下表现出良好的微波吸收能力,是高性能吸波材料的有力竞争者;而多层核壳结构的CIP@SiO@ZrO在较高的温度下具有良好的抗氧化性能,有效拓宽了羰基铁粉复合吸波材料的温度使用范围。

关键词：羰基铁粉核壳结构微波吸收多重损耗机制抗氧化性能