磁性金屬-電介質(zhì)納米顆粒的制備及吸波性能的研究.pdf

1、吸波材料在軍事和民用方面都有非常廣泛的應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的吸波材料有很多缺點(diǎn)，如：耐高溫性差、耐酸堿性差、吸波頻帶窄和密度大等，使其難以滿足人們對吸波材料“薄、寬、輕、強(qiáng)”的需求，因此迫切需要研制新型的納米吸波材料。核-殼結(jié)構(gòu)復(fù)合納米吸波材料是一種新型的吸波材料，它可以實(shí)現(xiàn)核殼吸波效能的疊加，而核殼之間的損耗不相互影響?？梢酝ㄟ^合理的設(shè)計(jì)使核殼之間達(dá)到波阻抗匹配，使電磁波最大限度地進(jìn)入材料內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)對電磁波的最大吸收，因此對該納米材料的

2、研究有著非常重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用化學(xué)還原法制備Fe納米顆粒，通過熱處理手段，控制參數(shù)制備出不同的磁性Fe納米顆粒。選擇效果最佳的樣品作為核，采用化學(xué)沉積法或微乳液法在其表面包覆一層電介質(zhì)(Al2O3、SiO2)殼層。然后通過不同的測試手段對得到的樣品的微觀結(jié)構(gòu)、磁性能、電磁特性及微波吸收特性進(jìn)行研究。
　　首先采用化學(xué)還原法，通過不同熱處理手段，添加不同的分散劑制備出效果不同的Fe納米顆粒。研究發(fā)現(xiàn)聚丙烯

3、酸(PAA)對樣品的分散效果不好，熱處理對樣品的分散效果沒有明顯改善。在加入一定量聚乙二醇(PEG200)作為表面活性劑時(shí)得到的Fe納米顆粒具有較好的分散效果，粒徑大小約為40-60nm。
　　其次采用化學(xué)沉積法，在Fe納米顆粒上包覆一層Al2O3。包覆之后的樣品大致呈球形，核殼結(jié)構(gòu)清晰，殼層的厚度約為3-5nm。包覆前后樣品的磁性態(tài)都表現(xiàn)為鐵磁態(tài)。包覆之后樣品的截止頻率向高頻移動(dòng)，但反射損耗的峰值部分降低。通過微乳液法包覆Al2

4、O3，包覆后樣品的核殼結(jié)構(gòu)清晰，包覆層厚度較大約為8-10nm。包覆前后樣品的磁性態(tài)均為鐵磁態(tài)，包覆后的樣品出現(xiàn)兩個(gè)反射損耗峰值，且其反射損耗最大峰值為-30dB。
　　最后采用微乳液法通過正硅酸乙酯(TEOS)的水解在Fe納米顆粒上包覆SiO2，當(dāng)添加TEOS2ml時(shí)樣品的包覆效果較好，包覆后的樣品呈橢球形，包覆層厚度約為8-10 nm。包覆后的樣品均表現(xiàn)為鐵磁性，并出現(xiàn)兩個(gè)反射損耗的峰值，該樣品在頻率為13.6GHz時(shí)反射損耗