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y型铁氧体与Ni-Fe合金复合吸波材料的制备与性能研究

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Y型铁氧体与Ni-Fe合金复合吸波材料的制备与性能研究

作者：孙明天津大学

学位级别：硕士

随着科学技术的迅速发展,电子设备和器件越来越多的出现在人们的生活之中,使得我们的生活空间中充斥着各种各样的电磁波,造成了严重的电磁辐射和干扰。同时,在军事领域越来越多的先进探测设备的应用,隐身技术在现代化战争中所起到的作... 详细信息

随着科学技术的迅速发展,电子设备和器件越来越多的出现在人们的生活之中,使得我们的生活空间中充斥着各种各样的电磁波,造成了严重的电磁辐射和干扰。同时,在军事领域越来越多的先进探测设备的应用,隐身技术在现代化战争中所起到的作用越来越重要。因此研究吸波材料对我国民用电子工业以及国防事业的发展都具有非常重要的意义。本文以y型铁氧体和Ni-Fe合金为研究对象,通过Al、La元素的掺杂以及将y型铁氧体与Ni-Fe合金的复合提高y型铁氧体的电磁性能,改善材料的吸波性能。采用溶胶凝胶法制备了纯的y型铁氧体粉末材料。具有典型的平面片状结构,在吸波涂层厚度为8mm的情况下在高频和低频段出现了两个吸收峰值,高频段最大的吸收峰值为-36dB,吸波频段约为3GHz,低频处的吸收峰值约为-8dB。利用溶胶凝胶法将Al和La掺杂进入y型铁氧体。掺杂Al元素的y型铁氧体,其复磁导率和复介电常数均有提高,从而提高了材料的磁损耗和介电损耗,在低厚度的情况下,最大的吸收峰值达到-18.8dB,有效吸收带宽明显增加为6GHz。掺杂La的y型铁氧体,其电磁参数没有得到提升反而出现了下降,说明y型铁氧体不适合通过掺杂La元素来提高其吸波性能。通过球磨法制备的Ni-Fe合金在球磨50h后在3.5mm厚度的,其在6.5GHz处具有最大的吸收峰值为-40dB,当厚度增加到5mm时,其在高频和低频分别出现了一个吸收峰值。在低频4GHz处,其吸收峰值可以达到-20dB,高频段13.7GHz处最大的吸收峰值可以达到-32dB。利用y型铁氧体与Ni-Fe合金性能上的互补性,将y型铁氧体与Ni-Fe合金进行混合后利用球磨法将其制备成y/Ni-Fe合金复合吸波材料,并对其吸波性能进行了研究。

关键词：吸波材料 y型铁氧体 Ni-Fe合金元素掺杂

Co2y型铁氧体(Ba2Co2Fe12O19)吸波材料的制备与改性研究

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Co2Y型铁氧体(Ba2Co2Fe12O19)吸波材料的制备与改性研究

作者：侯志睿江苏大学

学位级别：硕士

近几十年来,随着通信技术与军事装备的更新换代,电磁波越来越多地出现在我们生产生活环境的周围,为了解决电磁干扰以及满足军事装备电磁隐身的需求,新型高性能微波吸收材料的研发已经成为民用和军事领域的重要课题。本文采用溶胶凝胶法... 详细信息

近几十年来,随着通信技术与军事装备的更新换代,电磁波越来越多地出现在我们生产生活环境的周围,为了解决电磁干扰以及满足军事装备电磁隐身的需求,新型高性能微波吸收材料的研发已经成为民用和军事领域的重要课题。本文采用溶胶凝胶法以及机械纺丝法制备了 Co2y型铁氧体(Ba2Co2Fe12O22)微米纤维吸波材料,研究了不同形貌、Zn掺杂含量和吸波涂层厚度等因素对吸波材料微波吸收性能的影响,并对所制备样品的物相结构、组成、形貌、电磁特性和微波吸收特性进行表征。研究表明:Co2y型铁氧体微米纤维吸波材料显示出一定的吸波性能;Zn掺杂能够有效提高y型铁氧体微米纤维材料的微波吸收性能;基于y型铁氧体和纳米碳纤维的双层吸波材料极大地提高了复合材料的吸波性能并有效降低了吸波涂层的密度。主要研究结果如下:1.y型铁氧体微米纤维的制备与吸波性能研究。研究发现,在1000℃温度下能够制备出纯相且具有良好纤维形貌的y型铁氧体,直径范围在0.5～5 μm之间。当微波吸收剂含量为67%时,y型铁氧体微米纤维材料相较于同成分的颗粒材料表现出更优异的吸波性能。当吸波涂层厚度为2.5 mm时,最小反射损耗值为-13.6 dB.有效吸收带宽为5.7 GHz(10.3～16.0 GHz)。而在相同的厚度条件下,所有y型铁氧体颗粒样品的反射损耗值均没有超出-10 dB。2.锌掺杂y型铁氧体微米纤维的制备与吸波性能研究。采用溶胶凝胶法结合机械纺丝法制备了不同锌掺杂量的y型铁氧体微米纤维Ba2Co2-xZnxFe12O22(x= 0,0.5,1.0,1.5,2)。电磁性能测试发现,Ba2Co0.5Zn1.5Fe12O22样品具有最优的吸波性能,当涂层厚度为3 mm时,其最小的反射损耗值为-25.4 dB,有效带宽可达 9.8 GHz(5.6～15.4 GHz)。3.y型铁氧体微米纤维及碳纳米纤维的复合材料的吸波性能研究。在所研究的实验条件范围内,当铁氧体材料作为匹配层而碳纳米纤维作为吸收层时,相较于单一的y型铁氧体微米纤维,双层吸波复合材料变现出更优异的吸波性能,表现出更强的反射损耗以及更宽的有效带宽。双层吸波材料的最小反射损耗值可达-74.8 dB,而有效带宽最大为13.2 GHz,覆盖了 73.3%的测试范围。与Co2y铁氧体颗粒相比,本工作中所制备的微米纤维材料在具有传统铁氧体吸波材料优势的同时,近一步提高了吸波性能;通过掺杂Zn2+取代Co2+,使得y型铁氧体微米纤维的吸波性能有效提升,同时有效的降低了吸波涂层的面密度;在碳纤维作为吸波层的双层吸波材料实验中,既提高了复合材料的吸波性能同时又能够有效的减轻吸波涂层的质量以及厚度。这些改性方法都能够有效地提高y型铁氧体的吸波性能,有望进一步满足吸波材料“薄、轻、宽、强”的现实需求,提高了此类材料潜在的应用前景。

关键词： y型铁氧体微米纤维复合材料电磁匹配吸波性能机械纺丝

溶胶凝胶-自蔓延法制备Zn_xNi_(2-x)-y型铁氧体及其磁性能研究

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沈阳理工大学学报 2018年第2期37卷 67-72页

作者：马然然曹晓晖刘佳兴贾晟哲孟锦宏沈阳理工大学环境与化学工程学院沈阳110159 大连理工大学化工学院辽宁大连116024

以金属硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶-自蔓延法制备近六角形厚片状y型铁氧体Ba_2Zn_xNi_(2-x)Fe_(12)O_(22),研究所制备铁氧体的物相组成、颗粒形貌、静磁性能。通过单因素方差分析判断实验因素对所制备铁氧体饱和磁化强... 详细信息

以金属硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶-自蔓延法制备近六角形厚片状y型铁氧体Ba_2Zn_xNi_(2-x)Fe_(12)O_(22),研究所制备铁氧体的物相组成、颗粒形貌、静磁性能。通过单因素方差分析判断实验因素对所制备铁氧体饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc的影响显著性。结果表明,x值、原料Fe/Ba摩尔比及焙烧温度均对Ba_2Zn_xNi_(2-x)Fe_(12)O_(22)的Ms和Hc存在显著影响;当x值为0.3、Fe/Ba摩尔比为6.0、焙烧温度为1250℃时为最优实验条件,所制备的Ba_2Zn_xNi_(2-x)Fe_(12)O_(22)的Ms为37.2emu/g,颗粒径向尺寸约为1.00~3.25μm,径厚比约为4.7~5.3。

关键词： y型铁氧体溶胶凝胶-自蔓延法掺杂磁性能

BaMnZnCo-y型铁氧体微波吸收特性的研究

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磁性材料及器件 1999年第1期30卷 36-38页

作者：胡国光姚学标尹平李文凤安徽大学物理系

对ＢａＭｎＺｎＣｏ－Ｙ型平面六角晶系微波铁氧体吸收材料的制备和吸收特性进行了分析研究，发现涂层厚为１．０８ｍｍ在７～１２ＧＨｚ频率范围内有三个吸收峰，峰值最高达３４ｄＢ。同时比较了在相同工艺条件下，不同Ｃｏ２＋、Ｚｎ... 详细信息

对ＢａＭｎＺｎＣｏ－Ｙ型平面六角晶系微波铁氧体吸收材料的制备和吸收特性进行了分析研究，发现涂层厚为１．０８ｍｍ在７～１２ＧＨｚ频率范围内有三个吸收峰，峰值最高达３４ｄＢ。同时比较了在相同工艺条件下，不同Ｃｏ２＋、Ｚｎ２＋含量和不同涂层厚度的样品的吸收频率特性。

关键词：微波吸收特性平面六角晶系 y型铁氧体吸波材料

均匀设计研究微波焙烧对溶胶凝胶-自蔓延法制备锌钴y型铁氧体的影响

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沈阳理工大学学报 2019年第4期38卷 80-84页

作者：刘冬莹宋佳琦刘佳兴孟锦宏曹晓晖沈阳理工大学环境与化学工程学院

本文将均匀设计应用于溶胶凝胶-自蔓延法制备Ba2Co1.2Zn0.8Fe12O22y型铁氧体,并以微波马弗炉取代高温马弗炉焙烧前驱体。依据均匀实验结果,分别建立了实验指标饱和磁化强度(Ms)、矫顽力(Hc)与实验因素间的回归方程;基于回归方程,确认因... 详细信息

本文将均匀设计应用于溶胶凝胶-自蔓延法制备Ba2Co1.2Zn0.8Fe12O22y型铁氧体,并以微波马弗炉取代高温马弗炉焙烧前驱体。依据均匀实验结果,分别建立了实验指标饱和磁化强度(Ms)、矫顽力(Hc)与实验因素间的回归方程;基于回归方程,确认因素最优水平组合,判断出各因素对实验指标的影响显著性以及影响主次顺序。依据最优水平组合得到的实验结果表明,对比传统高温焙烧制备的Ba2Co1.2Zn0.8Fe12O22,以微波焙烧制备的时间明显缩短,Hc略有降低,Ms明显提高,其主要归因于微波焙烧过程使所制备的Ba2Co1.2Zn0.8Fe12O22的结晶有序程度和径厚比较传统焙烧所制备的Ba2Co1.2Zn0.8Fe12O22明显提高。

关键词： y型铁氧体均匀设计微波饱和磁化强度矫顽力

y型BaZnCoCu铁氧体纳米晶粒的合成及其微波性能

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材料科学与工程学报 2010年第4期28卷 551-554页

作者：徐超卢佃清刘学东熊远禄周朕淮海工学院理学院江苏连云港222005 武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070

为了提高y型BaZnCoCu铁氧体的抗电磁干扰特性,采用柠檬酸溶胶-凝胶自蔓延法制备了Ba2Zn1.2-2xCo2xCu0.8Fe12O22(x=0.025,0.45)铁氧体纳米晶样品。利用XRD和矢量网络分析仪分别测定了样品的晶体结构和电磁参数。结果表明,经过1050℃,4h... 详细信息

为了提高y型BaZnCoCu铁氧体的抗电磁干扰特性,采用柠檬酸溶胶-凝胶自蔓延法制备了Ba2Zn1.2-2xCo2xCu0.8Fe12O22(x=0.025,0.45)铁氧体纳米晶样品。利用XRD和矢量网络分析仪分别测定了样品的晶体结构和电磁参数。结果表明,经过1050℃,4h的高温退火,两样品均为y型磁铅石晶体结构。在L波段,x=0.025的样品具有较大的复磁导率和复介电常数,而x=0.45的样品具有较高的损耗角正切值。在X波段,两样品都出现自然共振峰,并且1mm厚样品的反射功率损耗大于10dB的频宽都在3GHz以上。两样品在X波段有很好微波吸收性能,在L波段也有可观的吸收特性。

关键词： y型铁氧体吸波材料溶胶-凝胶自蔓延抗电磁干扰

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Li、Al置换的y-型铁氧体的磁性

金属功能材料 2017年第6期24卷 62-62页

日本岡山大学自然科学研究科中西真等人以非磁性的Li、Al元素置换y型铁氧体中的Zn,采用的是聚合法。聚合物为Ba2Zn2-2xLixAlxFe12O22,对Li、Al的影响进行研究。测试结果表明,当置换量x=0.6时,制得单相y-型铁氧体,置换使各向的晶格常数... 详细信息

日本岡山大学自然科学研究科中西真等人以非磁性的Li、Al元素置换y型铁氧体中的Zn,采用的是聚合法。聚合物为Ba2Zn2-2xLixAlxFe12O22,对Li、Al的影响进行研究。测试结果表明,当置换量x=0.6时,制得单相y-型铁氧体,置换使各向的晶格常数都同时减小。温度为10K时,随置换量增加,饱和磁化值提高,而居里温度则降低。当置换量为0.2时,室温下饱和磁化达最大值。研究结果表明,这两种非磁性元素离子置换Zn离子,使晶格常数减小,可以提高y-型铁氧体的磁性。

关键词： y型铁氧体非磁性置换 Li Al 晶格常数饱和磁化居里温度

BaMnZnCoTiW型铁氧体微波吸收特性的研究

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磁性材料及器件 1999年第3期30卷 47-50页

作者：胡国光姚学标尹平李文凤安徽大学物理系合肥230039

对用Ｃｏ２＋、Ｔｉ４＋置换Ｆｅ３＋的ＢａＭｎＺｎＷ型铁氧体的制备和微波吸收性能进行了分析研究。发现涂层厚为１．０６ｍｍ在７．０～１２．０ＧＨｚ频率范围内有三个损耗吸收峰，峰值最高达３４ｄＢ以上；同时测量了复... 详细信息

对用Ｃｏ２＋、Ｔｉ４＋置换Ｆｅ３＋的ＢａＭｎＺｎＷ型铁氧体的制备和微波吸收性能进行了分析研究。发现涂层厚为１．０６ｍｍ在７．０～１２．０ＧＨｚ频率范围内有三个损耗吸收峰，峰值最高达３４ｄＢ以上；同时测量了复数磁导率μ～（＝ μ′－ｊμ″），复介电常数ε～（＝ ε′－ｊε″），求出了磁损耗角正切ｔｇδｍ和介电损耗角正切ｔｇδｅ，初步分析了三个损耗吸收峰可能产生的机制；比较了在相同工艺条件下，随Ｃｏ２＋、Ｔｉ４＋含量增加。

关键词：微波吸收特性平面六角晶系 y型铁氧体