鍍膜空芯微球的制備及其介質(zhì)材料的電磁性能研究.pdf

1、鍍膜空芯微球是以空芯二氧化硅微球?yàn)榛A(chǔ)，采用物理或化學(xué)方法在微球表面增加導(dǎo)電膜的一類材料。與其它吸收劑相比，鍍膜空芯微球比重小，其介質(zhì)材料具有電磁參數(shù)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，可取代金屬粉用于電磁波吸收或電磁兼容材料的制備，是一種具有發(fā)展前景的輕質(zhì)微波吸收劑，同時(shí)也可以作為輕質(zhì)人工介質(zhì)材料制備的關(guān)鍵材料。本論文針對8.2～12.4GHz薄層吸波材料的實(shí)際要求，研制了不同金屬鍍膜空芯二氧化硅微球的吸收劑，并對鍍膜微球/樹脂復(fù)合材料的介電性能和吸波性能進(jìn)

2、行了研究。 本論文采用磁控直流濺射法制備了不同膜厚的鍍金屬膜空芯玻璃微球(分別選擇了Ag、Al和Ni三種金屬)，研究了金屬膜厚、不同金屬對鍍膜微球/樹脂復(fù)合材料的介電常數(shù)ε的影響。研究表明，隨著金屬膜厚的增加，復(fù)合材料介電常數(shù)變大。三種金屬的鍍膜微球?qū)?fù)合材料介電常數(shù)影響的研究表明，金屬Ni對復(fù)合材料介電常數(shù)的實(shí)部ε’影響更明顯。 鍍Ni微球的退火處理對復(fù)合材料介電常數(shù)影響的研究表明，當(dāng)鍍Ni微球含量較低時(shí)，退火處理使鍍

3、膜微球/樹脂復(fù)合材料的介電常數(shù)減小；當(dāng)鍍Ni微球含量較高時(shí)，退火處理使鍍膜微球/樹脂復(fù)合材料的介電常數(shù)增大。 鍍膜微球含量對復(fù)合材料介電常數(shù)影響的研究表明，提高鍍膜微球含量，復(fù)合材料的介電常數(shù)增大，在含量較大時(shí)，介電常數(shù)急劇增加。采用有效媒質(zhì)理論對復(fù)合材料介電常數(shù)的實(shí)部ε’進(jìn)行了模擬計(jì)算，結(jié)果表明，Clausius-Mossotti和Maxwell-Garnett公式(簡稱MG或C-M公式)，SymmetricBruggeman

4、公式(簡稱S-BG公式)和Looyenga公式的模擬計(jì)算結(jié)果較好的體現(xiàn)了鍍膜微球局部團(tuán)聚對復(fù)合材料的εeff的影響，與實(shí)測值符合較好。 對鍍膜微球/樹脂復(fù)合材料的微波反射率R進(jìn)行理論計(jì)算，結(jié)果表明，在厚度0.5～3.0mm范圍內(nèi)(吸波涂層的面密度＜2Kg/m2)，復(fù)合材料具有一定的吸波性能。其中含鍍Ni微球的復(fù)合材料具有更好的吸波性能，1.39mm厚的未熱處理鍍Ni微球/樹脂復(fù)合材料，其吸收峰位于10.9GHz，可達(dá)到-43.8