二氧化硅包覆羰基鐵粉的制備及其吸波性能.pdf

1、羰基鐵粉在 X波段（8—12GHz）有良好的吸波能力，是常見的吸波材料之一。然而，面密度高、化學(xué)穩(wěn)定性差等缺點制約著羰基鐵粉在吸波領(lǐng)域的進一步應(yīng)用。人們希望通過對羰基鐵粉的改性進一步增強其有效吸波的帶寬和吸波的強度，從而減少羰基鐵粉在涂料中的比例，減小整體的面密度；同時增強羰基鐵粉的抗氧化性。常見的改性方法包括，通過球磨或改變制備條件等方式改變羰基鐵粉的微觀形貌，用包覆等手段將羰基鐵粉與其他材料復(fù)合等。
　　SiO2包覆羰基鐵粉被

2、證明可以有效提升樣品的吸波能力并增強樣品的抗氧化能力，是一種有效的改性手段。然而現(xiàn)有的研究在添加劑對 SiO2層微觀形貌的影響以及提升樣品的電磁波吸收性能的機理兩方面都顯不足。因此我們設(shè)計了用化學(xué)浴沉積法制備SiO2包覆羰基鐵粉，使用正硅酸乙酯（TEOS）和3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）兩種試劑制備SiO2包覆羰基鐵粉樣品。APTES是一種常見的硅烷偶聯(lián)劑，其分子中的極性基頭可以吸附在羰基鐵粉表面形成單分子層；TEOS在水解過程中

3、會與 APTES水解時形成的懸空的硅氧鍵結(jié)合，形成SiO2層。通過調(diào)整TEOS與APTES的添加量，對比不同添加比例的對應(yīng)的樣品的微觀形貌，確定了添加劑對 SiO2層形貌的影響；同時討論了樣品的自然共振和渦流損耗各自在樣品磁損耗中的發(fā)揮的作用。
　　使用透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）觀察了樣品的微觀形貌；使用網(wǎng)絡(luò)適量分析儀測量了樣品的電磁性能；使用紅外吸收譜、X射線衍射（XRD）表征了樣品的成分組成，研究的主要

4、結(jié)論有：
　　1.當(dāng)APTES與TEOS同時使用時，樣品的絮狀形貌特征隨著 TEOS用量的增加而更加顯著。
　　2.用APTES：TEOS：無水乙醇=1:3:2400的化學(xué)浴溶液制備的樣品具有最佳的電磁波吸波效果，此樣品的反射吸收率在頻率為10.4GHz處達到-38.8dB，當(dāng) TEOS的比例增加或減少時，樣品的吸波性能有所下降。
　　3.同時使用APTES和TEOS的樣品的絮狀形貌特征是TEOS造成的，形成絮狀的原因

5、是TEOS在未被APTES的Si—O鍵捕捉的情況下在乙醇—水溶液中水解，之后沉積在樣品表面而形成的。
　　4.以APTES為單一硅源制備出來的 SiO2包覆羰基鐵粉樣品有更加光滑而致密的包覆層。這種樣品的反射吸收率在頻率為9.2GHz時達到-58.6dB.
　　5. SiO2包覆層增加了包覆樣品的應(yīng)力能，并因此改變了電子自旋共振的頻率與強度。電子自旋共振的改變增強了樣品在特定頻率的磁損耗強度，使樣品在這些頻率有更強的吸波能力