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钡铁氧体粉体的制备及其涂层织物的吸波性能研究

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合成纤维工业 2024年第3期47卷 21-25,32页

作者：朱炳辉张昭环谢光银武旺旺缐海忠刘杰王抒情西安工程大学纺织科学与工程学院陕西西安710048

采用微波水热法合成钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))磁性粉体,采用机械混合法将BaFe_(12)O_(19)和聚偏氟乙烯(PVDF)粉体混合,以水性聚氨酯作为黏结剂,通过流延法制备BaFe_(12)O_(19)/PVDF复合吸波剂,将复合吸波剂涂覆在锦纶织物上制备吸波织... 详细信息

采用微波水热法合成钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))磁性粉体,采用机械混合法将BaFe_(12)O_(19)和聚偏氟乙烯(PVDF)粉体混合,以水性聚氨酯作为黏结剂,通过流延法制备BaFe_(12)O_(19)/PVDF复合吸波剂,将复合吸波剂涂覆在锦纶织物上制备吸波织物;研究了BaFe_(12)O_(19)粉体的晶体结构、化学结构、磁性能,以及吸波织物的力学性能、疏水性能、吸波性能。结果表明:合成的BaFe_(12)O_(19)粉体的相组成和晶体结构与已知的标准BaFe_(12)O_(19)相一致,具有较高的纯度,且具有良好的磁性能;随着涂层厚度的增加,吸波织物的断裂强力和断裂伸长率均呈现上升趋势,涂层厚度为3.5 mm时吸波织物的力学性能最好,断裂强力为1734.32 N,断裂伸长率为57.36%;随着PVDF加入量的增加,吸波织物的水接触角有所增大,但均小于90°;PVDF的加入有效提高了吸波织物的吸波性能,在BaFe_(12)O_(19)/PVDF质量比为1.00.6、涂层厚度为2.5 mm时,吸波织物的有效吸收带宽最宽,达2.48 GHz,吸波性能最好。

关键词：钡铁氧体聚偏氟乙烯复合吸波剂吸波织物吸波性能

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钡铁氧体/石墨烯/二氧化硅柔性复合材料吸波性能的研究

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功能材料 2022年第4期53卷 4155-4161页

作者：刘杰董子靖宋佳敏张昭环陈敏孙润军西安工程大学纺织科学与工程学院西安710048 西安工程大学功能性纺织材料及制品教育部重点实验室西安710048

随着信息化时代的快速发展,各种各样的电子产品也被广泛地应用到生活与工作中,伴随其而来的电磁污染也成为日益严重的问题,具有“薄、轻、宽、强”的吸波材料得到了广泛的关注。采用机械混合法将钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))、石墨烯(grap... 详细信息

随着信息化时代的快速发展,各种各样的电子产品也被广泛地应用到生活与工作中,伴随其而来的电磁污染也成为日益严重的问题,具有“薄、轻、宽、强”的吸波材料得到了广泛的关注。采用机械混合法将钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))、石墨烯(graphene)、二氧化硅(SiO_(2))进行混合,制备多元复合吸波剂,以水性聚氨酯为粘结剂,使用流延工艺制备多元复合吸收剂涂层织物,并分析其结构、形貌、机械以及吸波性能。结果表明,所制备的柔性吸波涂层织物在吸波剂配比为0.4(BaFe_(12)O_(19)-graphene)-0.6SiO_(2)、吸波涂层厚度为1.2 mm时,最小反射损耗达到-14.58 dB,有效吸波带宽为0.94 GHz(12.91~13.58 GHz),具备涂层薄、吸波强度高、吸收频带宽、质量轻的潜质。

关键词：钡铁氧体石墨烯二氧化硅涂层吸波性能

基于多朗德因子和低磁晶各向异性场的钒镍共掺杂钡铁氧体毫米吸波材料

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材料科学与工程学报 2022年第1期40卷 11-21,61页

作者：刘剑吕爽陈思议王越楚王晓龙王敏王宗荣杜丕一李雷浙江大学材料科学与工程学院/硅材料国家重点实验室浙江杭州310027

采用溶胶-凝胶法制备了V^(5+)掺杂和V^(5+)-Ni^(2+)共掺钡铁氧体。采用SEM、XRD、XPS等手段对粉末的微观结构进行了表征,并利用矢量网络分析仪对电磁性能进行了测试。与V^(5+)取代体系相比,V^(5+)-Ni^(2+)共掺杂钡铁氧体可减小其磁晶各... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了V^(5+)掺杂和V^(5+)-Ni^(2+)共掺钡铁氧体。采用SEM、XRD、XPS等手段对粉末的微观结构进行了表征,并利用矢量网络分析仪对电磁性能进行了测试。与V^(5+)取代体系相比,V^(5+)-Ni^(2+)共掺杂钡铁氧体可减小其磁晶各向异性场和引入三个不同的Land因子(g),具有更好的吸波性能。当V^(5+)-Ni^(2+)共掺钡铁氧体的匹配厚度约为2 mm时,最大吸收带宽可达约8 GHz,反射损耗(RL)小于-60 dB。此外,通过控制掺杂离子的浓度,使掺杂钡铁氧体达到更宽的可调频率范围,是一种很有前途的毫米吸波材料。

关键词： V^(5+)-Ni^(2+)共掺钡铁氧体溶胶凝胶磁晶各向异性场毫米吸波材料

钡铁氧体@聚合物复合材料制备及吸波性能调控研究

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钡铁氧体@聚合物复合材料制备及吸波性能调控研究

作者：王杰重庆科技学院

学位级别：硕士

在“5G+工业互联网”、“5G+车联网”背景下,5G通信的频率更高、带宽更宽,电磁波对电子设备的电磁干扰更严重和对人体的伤害更大。传统的电磁屏蔽已不能满足完全消除电磁污染需求,而吸波材料是减少电磁干扰和电磁辐射等电磁污染最有效... 详细信息

在“5G+工业互联网”、“5G+车联网”背景下,5G通信的频率更高、带宽更宽,电磁波对电子设备的电磁干扰更严重和对人体的伤害更大。传统的电磁屏蔽已不能满足完全消除电磁污染需求,而吸波材料是减少电磁干扰和电磁辐射等电磁污染最有效的手段,为此急需研发一种具有优异电磁波吸收性能的材料。M型钡铁氧体具有磁晶各向异性强、磁损耗大、居里温度(T=472℃)高、化学稳定性好、电阻率高等优点,但钡铁氧体密度大、介电损耗小、阻抗匹配差,导致吸波性能较差,限制了其在5G通信领域的应用。为此本论文基于调控钡铁氧体晶粒尺寸和形貌,创新性地研究水热工艺参数(矿化剂种类、浓度等)——钡铁氧体尺寸——钡铁氧体吸波性能的变化规律,优选出具有最佳吸波性能的钡铁氧体粒径。在此基础上,采用密度小、介电性能强的电介质材料PVDF与钡铁氧体复合,构筑钡铁氧体@PVDF复合材料,将钡铁氧体@PVDF复合材料构筑为“阻抗匹配层(上层)+阻抗过渡区(中间层)+高吸收层(下层)”的结构,通过成分/厚度梯度协同调控M型钡铁氧体@PVDF复合材料,大幅提升其吸波性能。本论文取得的主要结果具体如下:(1)研究了水热工艺参数(原料配比、反应温度、时间、矿化剂种类、浓度)——磁粉尺寸(长宽比、厚度)——钡铁氧体吸波性能的关系。结果表明:采用KOH矿化剂可以控制钡铁氧体的晶粒尺寸和形貌,得到较厚且规则的六角片状结构。同时与NaOH矿化剂相比,KOH矿化剂可以显著提高钡铁氧体的饱和磁化强度(M),而矫顽力(H)略有降低。厚度为1.5 mm,反射损耗值(RL)在13.1 GHz处最小(～-17.59 dB),有效带宽(吸收率90%,RL钡铁氧体的电磁波吸收性能,其性能优于目前大部分钡铁氧体。(2)在(1)基础上,选择吸波性能最优的钡铁氧体作为研究对象,与PVDF进行复合,构筑钡铁氧体@PVDF复合材料,研究了壳尺寸调控对钡铁氧体@PVDF复合材料微结构、电磁参数(复介电常数、复磁导率)及吸波性能(阻抗匹配、衰减特性)的影响。研究发现:以PVDF为壳,可显著增强钡铁氧体@PVDF复合材料的阻抗匹配和吸波性能,其吸波性能与钡铁氧体/PVDF的质量比有关。当钡铁氧体与PVDF质量比为1:1.0时,获得较大的衰减常数～493,厚度为1.5 mm,RL在13.4 GHz处最小(～-58.04 dB),有效带宽为5.4 GHz,与纯相钡铁氧体相比,无论是反射损耗还是有效带宽都有显著的提升。(3)在(2)基础上,进一步研究了成分/厚度梯度变化量与钡铁氧体@PVDF复合材料吸波性能的关系。研究发现:当成分/厚度梯度钡铁氧体@PVDF复合材料为d(0.35 mm)阻抗匹配层(钡铁氧体:PVDF(质量比)=1:1.0)钡铁氧体@PVDF复合材料的有效吸收带宽和吸波性能。

关键词：钡铁氧体 PVDF 成分梯度厚度梯度吸波性能

钡铁氧体基复合催化剂的制备及其光催化降解盐酸四环素性能研究

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钡铁氧体基复合催化剂的制备及其光催化降解盐酸四环素性能研究

作者：尹相镔沈阳师范大学

学位级别：硕士

光催化技术是一种简单易行、成本低廉、绿色无毒、环境友好的新型催化技术,利用光催化技术降解有机污染物在环境催化领域存在广阔发展前景。钡铁氧体(BaFeO19)是一种磁铅石型铁氧体材料,具有成本低、化学性质稳定、抗氧化和抗腐蚀能力... 详细信息

光催化技术是一种简单易行、成本低廉、绿色无毒、环境友好的新型催化技术,利用光催化技术降解有机污染物在环境催化领域存在广阔发展前景。钡铁氧体(BaFeO19)是一种磁铅石型铁氧体材料,具有成本低、化学性质稳定、抗氧化和抗腐蚀能力强、饱和磁化强度高和带隙窄等优点。但其也存在电子空穴复合率高,可见光利用效率低等缺点,催化活性仍有较大提升空间。本论文以提升Ba FeO19材料的催化活性为核心,制备出Ba FeO19基复合催化剂材料,并通过表征手段分析其组成、结构、性质及形貌特征。本文的主要研究内容如下:1.通过水热合成法制备出不同离子掺杂的Ba FeCeO系列样品、Ba FeGdO系列样品和Ba FeAlO系列样品。以三聚氰胺作为合成g-CN的原料,通过机械研磨法制备出不同复合比例的x%-CN/Ba FeCeO复合催化剂样品和x%-CN/Ba FeAlO复合催化剂样品。运用XRD、FT-IR、UV-Vis和TEM等表征手段对制备出的催化剂材料的组成、结构、性质、形貌特征进行分析。2.选取盐酸四环素溶液为污染物,以功率为200W的碘钨灯模拟光源进行光催化降解反应,以功率为100W的超声机提供超声环境模拟进行超声催化降解反应比较各系列催化剂样品的催化性能。结果显示,在相同实验条件下,10%-CN/Ba FeAlO对盐酸四环素显示出最佳的降解效果,80 min时光催化降解降解率达到92%,与纯相Ba FeO19降解率相比提升了35%;40min时超声催化降解降解率达到78%,与纯相Ba FeO19降解率相比提升了38%。3.分别采用异丙醇、抗坏血酸、硫酸钠和三乙醇胺作为羟基自由基(˙OH)、超氧自由基(˙O)、电子(e)和空穴(h)的捕获剂,对光催化过程和超声催化过程中的活性物质进行捕获,进而推测催化反应的机理。结果显示,抗坏血酸对降解速率抑制效果最强,由此可以说明,抗坏血酸捕获的超氧自由基(˙O)在反应中起主要作用。通过循环利用实验证明10%-CN/Ba FeAlO样品存在稳定的化学性质和催化降解效果,钡铁氧体自带的磁性特点也更便于催化剂材料的回收,有效避免了对环境的二次污染。最后,根据实验结果和文献研究,推测了10%-CN/Ba FeAlO复合催化剂材料的光催化机理。

关键词：钡铁氧体光催化超声催化盐酸四环素

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机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体的研究

有色金属工程 2022年第1期12卷 22-27页

作者：弋诗文李解张文浩祖鹏李敏武靖轩内蒙古科技大学白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古自治区新金属材料重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学矿业研究院内蒙古包头014010

采用机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)对钡铁氧体制备过程的组织和性能进行分析。结果表明:在高能球磨初期,颗粒粒径减小,粉体得到细化... 详细信息

采用机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)对钡铁氧体制备过程的组织和性能进行分析。结果表明:在高能球磨初期,颗粒粒径减小,粉体得到细化,随球磨时间延长,部分BaCO_(3)固溶于Fe_(2)O_(3)中形成固溶体;高能球磨40 h的物料,经900℃微波烧结,烧结材料组织均匀,晶粒得到充分生长,有明显的六角结构生成,比饱和磁化强度为53.7 Am^(2)/kg,矫顽力为447058.4 A/m;相比于传统烧结,微波烧结制备的钡铁氧体磁性能与之相近,但烧结温度降低了100℃,且样品的颗粒大小更均匀,烧结时间更短。

关键词：钡铁氧体机械合金化微波烧结球磨时间粒度

基于钡铁氧体的忆阻器及其真随机数发生器应用的研究

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基于钡铁氧体的忆阻器及其真随机数发生器应用的研究

作者：陈子洋南京邮电大学

学位级别：硕士

随着后摩尔时代的到来,传统的冯·诺依曼计算机体系结构面临着严重的存储墙问题,制约了人工智能和大数据应用的发展。有望打破冯·诺依曼瓶颈的技术之一是存内计算(CIM)。忆阻器作为2008年才真正出现的第四种基本电子元件,在非易失性存... 详细信息

随着后摩尔时代的到来,传统的冯·诺依曼计算机体系结构面临着严重的存储墙问题,制约了人工智能和大数据应用的发展。有望打破冯·诺依曼瓶颈的技术之一是存内计算(CIM)。忆阻器作为2008年才真正出现的第四种基本电子元件,在非易失性存储和类脑计算方面被广泛研究,十分具有应用于存内计算的潜力。同时,忆阻器因其独特的性能,在其他领域也有着非常卓越的应用前景。目前,忆阻器的材料体系仍然在拓展,越来越多的材料都展现出忆阻器特性,但它们的工作机理各不相同,因此它们的电学特性和应用场景也不尽相同。选择合适的材料来制备高性能忆阻器并应用于相应的场景是研究的重要方向。近年来,基于铁电特性的忆阻器以其稳定的电阻状态、优异的耐久性、快速的读写速度和高集成度等优点,被人们广泛研究。而同时具有铁电性和铁磁性的多铁性材料因其额外具有应用在电磁耦合场景的潜力,更是引起了人们的极大关注。钡铁氧体(BaFeO)作为磁性材料早已被广泛应用于磁记录和吸波领域,但其也被证明存在铁电性,属于多铁材料。然而,对于钡铁氧体的铁电性研究较少,阻变特性的研究更是几乎空白。此外钡铁氧体还具有成本低和化学稳定性好、耐腐蚀等优点,且其成长工艺与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺相兼容。因此,制备基于钡铁氧体的忆阻器,研究其铁电和阻变特性,并探究其在集成电路方面的应用具有重大意义。基于这个目标,本研究首次将钡铁氧体材料引入忆阻器,并初步探究了其在电路中的应用,具体完成了如下工作:首先,对钡铁氧体材料进行了充分调研,确定了其生长工艺。此后利用物理气相沉积工艺在硅晶圆上制备了钡铁氧体薄膜和Cu/BaFeO/Pt结构的忆阻器,详细介绍了其制备流程。此外,从形貌、元素组成、磁性和铁电性等方面对钡铁氧体薄膜进行了细致的物理表征分析,表明了其良好的工艺兼容性,证实了钡铁氧体多铁性的存在。之后,对制备好的Cu/BaFeO/Pt结构的忆阻器进行了多种电学特性测试和分析,包括电流-电压特性、多限流特性、保持能力和循环能力。结果表明,Cu/BaFeO/Pt结构的忆阻器在不同限流的情况下可以得到不同的阻态,且相应的阻态都表现出较稳定的保持能力和循环能力,展现了其在多位存算方面的应用潜力。此外,通过基于泛函理论的第一性原理计算得到了铜离子和氧空穴在钡铁氧体薄膜中的迁移能垒,结合肖特基发射模型拟合探讨了Cu/BaFeO/Pt结构忆阻器的阻变机理,认为器件的阻变是铁电极化反转和载流子迁移共同作用的结果。最后,基于Cu/BaFeO/Pt结构忆阻器独特的电学特性,创新性地提出了一种利用忆阻器的非理想特性作为随机源构建真随机数发生器的方法,为忆阻器的应用提供了新思路。因钡铁氧体忆阻器与传统CMOS工艺相兼容,对比其他真随机数发生方法可大大减少电路复杂度,具有在硬件安全和加密等领域的应用前景。因此,基于180 nm CMOS工艺在Cadence软件上设计了相关外围电路,包括置位模块和检测模块,并进行仿真验证了其功能。

关键词：忆阻器铁电性多铁材料钡铁氧体真随机数发生器

钡铁氧体粉末表面化学镀Ni-Co-P涂层的制备及吸波性能(英文)

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硅酸盐学报 2009年第2期37卷 311-316页

作者：武晓威冯玉杰刘延坤韦韩哈尔滨工业大学市政环境工程学院环境科学与工程系哈尔滨150090

为了提高钡铁氧体(BaFe12O19)对电磁波的吸收能力,采用化学镀方法在钡铁氧体表面镀Ni-Co-P金属合金涂层,制得了复合粉末材料。利用扫描电子显微镜、能量散射谱和X射线衍射仪分别对镀膜前后的钡铁氧体粉末的微观形貌和结构进行了表征,用... 详细信息

为了提高钡铁氧体(BaFe12O19)对电磁波的吸收能力,采用化学镀方法在钡铁氧体表面镀Ni-Co-P金属合金涂层,制得了复合粉末材料。利用扫描电子显微镜、能量散射谱和X射线衍射仪分别对镀膜前后的钡铁氧体粉末的微观形貌和结构进行了表征,用矢量网络分析仪测试了镀膜前后钡铁氧体粉末与石蜡混合样品的电磁损耗和微波吸收性能。结果表明:经过活化后的钡铁氧体粉末表面沉积了均匀、致密的Ni-Co-P合金涂层,改性后的钡铁氧体粉末吸波性能显著提高,在2～18GHz频段内,最大反射率为-27.2dB,大于-10dB的吸收频带宽约3.6GHz(8.0～11.6GHz)。

关键词：化学镀镍-钴-磷涂层钡铁氧体微波吸收

钡铁氧体纳米复合材料的制备及其微波吸收性能

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物理化学学报 2003年第3期19卷 275-277页

作者：阮圣平吴凤清王永为张力乌日娜宣丽吉林大学电子科学与工程学院长春130023 吉林大学化学院长春130023 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130021

采用聚乙二醇(PEG)凝胶法制备了Ba(Zn1-xCox)2Fe16O27复合氧化物纳米材料,用X射线衍射分析对产物进行了表征.将制得的材料与传统的微波吸收剂铁粉结合起来,制成双层复合的吸波涂层,进行测试.实验结果表明,所制材料对微波具有良好的吸收... 详细信息

采用聚乙二醇(PEG)凝胶法制备了Ba(Zn1-xCox)2Fe16O27复合氧化物纳米材料,用X射线衍射分析对产物进行了表征.将制得的材料与传统的微波吸收剂铁粉结合起来,制成双层复合的吸波涂层,进行测试.实验结果表明,所制材料对微波具有良好的吸收性能.并进一步对纳米复合材料的吸波机理进行了探讨.

关键词：微波吸收复合材料钡铁氧体纳米晶