利用磁珠制備鐵氧體吸波材料的研究.pdf

1、隨著無線電技術(shù)的進步,電磁波給人們的生活帶來極大便捷的同時也帶來了嚴重威脅人類生存環(huán)境的電磁污染問題,相應(yīng)的電磁防護材料成為了人們研究的熱點,吸波材料也因此得到快速發(fā)展,其中,鐵氧體吸波材料因具有吸收效率高、制備成本低的特性而成為研究與應(yīng)用最為廣泛的一種。本文探索利用從工業(yè)廢料粉煤灰中磁選得到的廉價的磁珠制備出一種具有良好吸波效能的鐵氧體材料,以用于民用電磁輻射防護,為需要特殊防護的建筑物提供一種經(jīng)濟實惠的新型工程材料。此外,本課題主要

2、原料——磁珠來源于固體廢棄物粉煤灰,磁珠的重復(fù)利用必將使得粉煤灰大面積堆積的問題得到一定程度的緩解。所以本課題的研究對于保護環(huán)境和節(jié)約資源具有雙重意義。根據(jù)鐵氧體和吸波材料的基礎(chǔ)理論,確定了Ni-Zn鐵氧體為研究對象。試驗以磁珠為主要原料制備合成了純相Ni-Zn鐵氧體材料,優(yōu)化確定了制備工藝和基礎(chǔ)配方,并進一步研究了添加CuO和TiO2對材料的宏觀性能、微觀形貌以及電磁性能的影響。首先,利用NiO、ZnO和磁珠制備了幾種成分不同的Ni-

3、Zn鐵氧體,同時與分析純Fe2O3替代磁珠作為主原料的試樣進行對比。經(jīng)檢測知:所有試樣的物相均為單一物相Ni-Zn鐵氧體;以磁珠和純Fe2O3為原料的試樣的電磁參數(shù)值相近;不同成分配比的幾個試樣中,成分為Ni0.3Zn0.7Fe2O4的試樣具有最大的復(fù)磁導(dǎo)率虛部。為改善材料的致密度和電磁性能,在以Ni0.3Zn0.7Fe2O4為基的配方中添加了助熔劑CuO。由燒結(jié)后的密度測試結(jié)果和SEM照片可見,試樣的密度和致密度顯著增大,顯微結(jié)構(gòu)也更

4、加均勻致密。致密度的增幅為40％左右,其中添加x(CuO)=5%的試樣最為致密。此外,由于密度的增加,材料的電導(dǎo)率亦有所增大,從而有效增大了復(fù)磁導(dǎo)率虛部和復(fù)介電常數(shù)虛部,磁損耗因子和介電損耗因子隨之增大,因此摻雜CuO也增強了材料對電磁波的損耗能力。為改善材料對電磁波的損耗能力,進行了TiO2的摻雜試驗。添加TiO2使得材料的復(fù)介電常數(shù)虛部值增大了4倍左右,從而有效提高了材料的介電損耗能力,但TiO2對材料的其他性能無明顯改善。從微觀形