多孔陶瓷的導(dǎo)電相擔(dān)載與電磁性能研究.pdf

1、多孔陶瓷在航空、軍事、能源、化工、冶金、環(huán)保等許多領(lǐng)域具有重要意義。在多孔陶瓷中擔(dān)載導(dǎo)電、磁性等功能體，可賦予其新的功能特性，對(duì)于探索負(fù)介電常數(shù)、負(fù)磁導(dǎo)率具有重大理論意義，在軍用大功率微波管衰減體等結(jié)構(gòu)功能一體化材料領(lǐng)域具有重要應(yīng)用背景。
　　本文以耐高溫、耐老化、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異的氧化鋁陶瓷和亞鐵磁性的釔鐵石榴石陶瓷為載體，利用浸漬法在多孔陶瓷中擔(dān)載導(dǎo)電相，制備了含導(dǎo)電相的陶瓷基復(fù)合材料。通過改變基體類別、導(dǎo)電相種類、組分和微觀形

2、貌對(duì)負(fù)介電常數(shù)和負(fù)磁導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)控。利用XRD、SEM、VSM、HP4991阻抗分析儀對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行測(cè)試分析，結(jié)合逾滲現(xiàn)象、等效電路、自由電子模型等理論研究了影響復(fù)合材料電磁行為的因素，在特定的頻段實(shí)現(xiàn)了負(fù)介電常數(shù)和負(fù)磁導(dǎo)率。
　　以多孔氧化鋁陶瓷為基體成功制備了Co/Al2O3、 C/Al2O3復(fù)合材料。在Co/Al2O3復(fù)合材料中，隨著鈷含量的增加，三維金屬鈷網(wǎng)絡(luò)逐漸形成并均勻分布在氧化鋁陶瓷的孔壁上，在逾滲閾值附近復(fù)合材料的電

3、磁性能發(fā)生突變。高于逾滲閾值的樣品，由于等效電感的出現(xiàn)導(dǎo)致負(fù)介電。而負(fù)磁導(dǎo)率的產(chǎn)生是由于金屬鈷網(wǎng)絡(luò)的渦流共振以及磁共振引起。用化學(xué)方法處理Co/Al2O3復(fù)合材料，可以使原來顆粒狀鈷變?yōu)榈途S片狀結(jié)構(gòu)，鈷網(wǎng)絡(luò)的破壞使負(fù)介電現(xiàn)象消失，說明三維鈷網(wǎng)絡(luò)的形成對(duì)負(fù)介電和負(fù)磁導(dǎo)率是至關(guān)重要的;在C/Al2O3復(fù)合材料中，蔗糖碳化后在多孔氧化鋁孔壁上形成一層碳的膜狀結(jié)構(gòu)，隨著碳含量的增加膜連續(xù)性增強(qiáng)且變厚，從而在高頻電磁場(chǎng)下導(dǎo)電通路增多。當(dāng)碳含量為1

4、4 wt％時(shí)，由于等離子體共振介電常數(shù)全部為負(fù)值，磁導(dǎo)率表現(xiàn)出抗磁性。
　　以多孔釔鐵石榴石陶瓷為基體成功制備了Co/YIG、C/YIG復(fù)合材料。在Co/YIG中，隨著鈷含量的增加，鈷由顆粒狀逐漸連接為三維網(wǎng)絡(luò)狀均勻分布在YIG孔壁上。鈷含量為35 wt％時(shí)，Co/YIG復(fù)合材料在575 M-1 G頻段內(nèi)出現(xiàn)雙負(fù)性質(zhì)。其負(fù)介電出現(xiàn)機(jī)理與Co/Al2O3類似，而負(fù)磁導(dǎo)率是由于基體的疇壁共振、磁旋共振等以及三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的渦流共振引起的